École élémentaire Fleming-Lafontaine - Jarville (54)
CE2/CM1 21 élèves
Thème du projet : Juste une ombre…
Objectif pédagogique :
Mettre en place une démarche scientifique.
Travail sur les ombres.
Sujet et problématique :
Pour cette vidéo, nous nous sommes limités au travail nécessaire pour calculer la hauteur d’un objet à partir de son ombre, même si cela s’est inscrit dans un projet un peu plus vaste en classe.
Démarche d’investigation :
Phase 1 : Mise en forme du problème
Phase 2 : Propriétés des ombres (phase non exploitée dans le film –juste en classe- mais qui aurait pu faire l’objet d’un projet vidéo à elle seule)
• L’ombre d’un objet est toujours opposée à la direction du soleil.
• L’ombre est toujours « accrochée » à nos pieds sauf quand on saute ou si on marche sur les mains.
• L’ombre d’un grand objet est toujours plus grande que l’ombre d’un petit objet.
• Étude des différentes formes d’ombre observées pour un objet. (Étude sur des solides géométriques – Cube, pavé, cylindre, . . .- grâce à l’éclairage (et l’ombre) faite par le rétroprojecteur.
Phase 3 : Variation de l’ombre
Observations :
Les longueurs des ombres varient au cours de la journée.
Hypothèses : (proposées par les élèves)
• Elles sont grandes le matin et rapetissent tout au long de la journée.
• Elles sont grandes le matin, le midi et le soir, elles sont grandes toute la journée.
• Il y a un moment dans la journée où l’ombre est tellement petite qu’il n’y en a plus du tout.
• Elles sont très grandes le matin ou le soir et plus courtes après déjeuner.
• Il y a des moments où elles sont « normales », « moyennes ».
Recherches :
Nous organisons un relevé d’ombres d’un objet quelconque (ici un simple bâton).
Nous vérifions que le matin et le soir, les ombres sont grandes, qu’elles sont les plus courtes vers 13h30, et qu’il existe deux moments de la journée (au moment du tournage) où elles sont « normales ou moyennes », à 11h30 et 15h30. Nous définissons une ombre « normale et moyenne » comme étant de même longueur que l’objet.
Hypothèses :
Tous les objets ont une ombre « normale et moyenne » à 11h30 et 15h30.
Recherches :
Vérification sur plusieurs objets de longueurs diverses.
Conclusions :
Notre propriété (« Tous les objets ont une ombre normale et moyenne à 15h30 et 11h30 ») est vérifiée pour tous les objets testés (soit plus d’une vingtaine sur tout le projet).
Nous admettons ainsi que notre propriété est vérifiée.
Phase 4 : Mesures
Mesure de l’ombre du bâtiment à 11h30 et à 15h30.
Phase 5 : Conclusion et réponse à notre questionnement de départ
Déduction de la hauteur du bâtiment.
Vérification auprès de la mairie (en cours).
Pour l’enseignant :
Difficultés rencontrées :
• Approximation des relevés d’ombre. Mesurer un objet de 200 cm, être censé trouver 200cm de longueur d’ombre et ne mesurer qu’une ombre de 199 cm a posé beaucoup de problèmes pour une partie de la classe. Un gros travail sur les encadrements, valeurs approchées a donc dû être fourni. Il en a été fait abstraction dans cette vidéo.
• Projet dépendant nécessairement de la météo.
• Difficultés matérielles (ordinateur à puissance limitée en classe, caméscope de faible qualité).
• Ce film est un projet vidéo et il a eu pour but avant tout d’expliquer ce que nous avions compris. Ainsi, les scènes sont répétées avant de filmer, et le film manque parfois de spontanéité (les mesures sont faites avant de tourner les scènes, certains dialogues sont lus ou appris par cœur, des éléments importants sont occultés notamment les approximations de longueur d’ombre).
• La fiche d’autorisation de captation est compliquée, et a dû être expliquée.
• Pas vraiment une difficulté, mais ne pas oublier de rappeler les précautions d’usages (surtout ne pas regarder le soleil directement).
Anecdotes :
• La vidéo finale sera probablement accompagnée d’une vidéo « bêtisier » (les erreurs de dictions, les fous rire lors du tournage…) pour les élèves.
• Le projet a débuté en septembre avec un travail sur les ombres (phase 2 de la démarche d’investigation présentée plus haut), puis il a continué en avril pour ce projet vidéo. Le travail d’avril s’est étalé sur plusieurs semaines, et nous avons remarqué quelques changements entre le début et la fin du travail. Notamment l’heure à laquelle l’ombre égale la taille de l’objet, est passée de 15h15 à 15h30.
Apport de ce projet pour l’enseignement des sciences dans sa classe :
Dans un premier temps les élèves tenaient leur rôle en résolvant les problèmes d’ombres que nous nous posions. Ensuite, en passant derrière la caméra, les élèves sont amenés à revenir sur leurs apprentissages et synthétiser leurs nouvelles connaissances.
Ce support familier pour eux les a motivés. De plus une fierté s’est dégagée dès le départ de ce projet.
Apports de ce projet pour l’enseignement des TICE et de l’éducation à l’image :
Droit à l’image.
Droit des auteurs ; il était prévu de chanter (uniquement) le refrain de Serge Gainsbourg « Sous le soleil exactement » (choix de l’enseignant, alors que la plupart des élèves avaient plutôt opté pour le dernier tube de Grégoire « Soleil »).
Renseignements ont donc été pris à la S.A.C.E.M. puis à sa filiale multimédia S.E.S.A.M.
Il s’avère que pour diffuser une vidéo sur le site des chercheurs en herbe, et sur tout autre site d’ailleurs (sauf Dailymotion qui a passé un contrat avec S.E.S.A.M.), il faut non seulement une autorisation de leur part mais aussi s’acquitter d’un paiement, assez onéreux, d’après notre interlocutrice, qui ne s’est toutefois pas avancée sur un chiffre. Néanmoins, selon elle, des accords sont attendus prochainement.
Prolongements possibles :
• Mise au point d’autres méthodes (sans ombre) pour mesurer la hauteur d’un bâtiment.
• Travail sur la proportionnalité pour calculer la hauteur à toute heure de la journée.
• Observer une symétrie du relevé d’ombre.
• Faire des relevés d’ombre « tout au long de l’année » pour un travail sur les saisons.
• Lors du relevé d’ombre un élève a remarqué le quasi alignement du sommet des ombres (des élèves auraient pu être amenés à savoir s’il existe un jour de l’année où il y a effectivement alignement).
• Création technologique d’un cadran solaire.
