Course en descente

• Passez en revue le matériel en ligne destiné aux élèves. Utilisez un projecteur pour partager ce matériel avec vos élèves pendant la leçon.
• Assurez-vous d’avoir traité les concepts de forces équilibrées et déséquilibrées lors d’une leçon antérieure.
• Tenez compte des capacités et des antécédents de tous vos élèves. Si besoin, différenciez la leçon pour la rendre accessible à tous. Reportez-vous à la section Différenciation ci-dessous pour découvrir des suggestions.

• Regardez la vidéo (également accessible via le matériel en ligne destiné aux élèves).

• Animez une brève discussion sur les forces à l’œuvre lors d’une course de voitures à gravité.
• Posez des questions pertinentes, telles que :
  • Qu’est-ce qu’une course de voiture à gravité ? (C’est une course en descente avec des voitures sans moteur.)
  • En avez-vous déjà regardé une à la télévision ?
  • Quelle force permet aux engins de descendre la pente ? (La gravité)
  • Quelle force les fait ralentir ? (Le frottement)
  • Selon vous, qu’est-ce qui donne un avantage compétitif aux vainqueurs ?
• Expliquez à vos élèves qu’ils vont devoir construire une rampe et une voiture à gravité, puis réaliser des expériences afin d’identifier un modèle dans le mouvement de l’engin.

• En binômes, demandez à vos élèves de construire le modèle de course de voitures à gravité. Dites-leur de se relayer, l’un recherchant les briques tandis que l’autre construit, en échangeant les rôles après chaque étape.
• Reportez-vous à la section Astuces ci-dessous pour découvrir des conseils de construction.

Expérience 1 :

• Demandez à vos élèves de placer le châssis sans roues en haut de la rampe, de le lâcher et d’observer ce qu’il se passe (ils devront peut-être lui donner une petite impulsion).

Expérience 2 :

• Demandez à vos élèves de concevoir et de construire leur propre voiture à gravité.
• Incitez-les à :
  • Inclure un dispositif de sécurité afin de maintenir la figurine. Impossible de gagner la course si le conducteur est éjecté avant la ligne d’arrivée !
  • Utiliser une brique pour marquer leur prévision, mesurer la distance prévue et la consigner sur leur fiche de travail.
  • Mesurer la distance effectivement parcourue et la noter sur leur fiche de travail (Support pour l’enseignant - Ressources supplémentaires).
• Encouragez-les à varier l’expérience avec différentes tailles de roues, la brique lestée et toutes les autres variables qui, selon eux, pourraient permettre à leur engin d’aller plus loin.

• Rassemblez les élèves afin d’échanger sur ce qu’ils ont appris.
• Posez des questions pertinentes, telles que :
  • Comment la voiture à gravité peut-elle descendre la rampe sans roues ? (Elle glisse à une vitesse constante, contrôlée par le frottement entre celle-ci et la rampe.)
  • Il arrive que le conducteur soit éjecté en cas d’arrêt soudain. Pourquoi continue-t-il de bouger alors que la voiture à gravité est arrêtée ? (Cette force est appelée « inertie ». Elle s’explique par la première loi du mouvement de Newton, qui stipule qu’un objet en mouvement conserve la même vitesse et la même direction jusqu’à ce que d’autres forces interviennent.)
  • Quelle différence constatez-vous lorsque vous montez de plus grandes roues sur votre engin ? (Moins de frottement de résistance au roulement, voiture à gravité plus lourde/plus de masse.)

• Laissez 5 minutes supplémentaires à vos élèves pour continuer à construire et à expérimenter afin de découvrir quelle voiture à gravité va le plus loin, et pourquoi.
• Si vous avez le temps, demandez-leur d’essayer d’ajouter la brique lestée à leur voiture à gravité. Demandez-leur d’indiquer jusqu’où ira leur engin selon eux, et de consigner leur prévision puis le résultat sur leur fiche de travail.
• Prévoyez suffisamment de temps pour que les élèves démontent leurs modèles, trient les briques dans les plateaux et rangent leurs postes de travail.

• Posez des questions commençant par « pourquoi » et « comment » tout au long de la leçon pour amener vos élèves à réfléchir aux concepts avec lesquels ils travaillent.
• Posez-leur des questions d’orientation pour les encourager à « réfléchir à voix haute » et à expliquer leur raisonnement en ce qui concerne les décisions qu’ils ont prises pour résoudre les problèmes rencontrés lors de la construction.

Checklist d’observation

• Évaluez la capacité de vos élèves à décrire les effets des forces équilibrées et déséquilibrées sur le mouvement de leur voiture à gravité.
• Créez un barème adapté à vos besoins. Par exemple :
  1. Soutien supplémentaire nécessaire
  2. Capacité à travailler en autonomie
  3. Capacité à apprendre aux autres

Auto-évaluation
Demandez à chaque élève de choisir la brique qui représente le mieux ses performances.

• Vert : Je pense comprendre les effets des forces équilibrées et déséquilibrées sur le mouvement de la voiture à gravité.
• Bleu : Je comprends les effets des forces équilibrées et déséquilibrées sur le mouvement de la voiture à gravité.
• Violet : Je peux fournir la preuve des effets des forces équilibrées et déséquilibrées sur le mouvement de la voiture à gravité.

Évaluation croisée

• En binômes, demandez à vos élèves de discuter de leur expérience collaborative.
• Encouragez-les à utiliser les tournures suivantes :
  • J’ai aimé quand tu...
  • J’aimerais en savoir plus sur la façon dont tu...

Astuces de construction

• Précisez que les instructions de montage débutent avec la construction de la rampe à l’aide de briques placées à l’envers (pages 88 à 96).
• Lorsque les élèves arriveront au bout des instructions de montage, leur voiture à gravité n’aura pas de roues. Ils devront d’abord tester leur modèle sans roues pour observer les effets du frottement, et peut-être de l’inertie si la figurine du conducteur tombe.
• Lorsque les roues sont serrées contre le châssis, le frottement est plus important et fait ralentir le véhicule. Un léger jeu au niveau des roues permettra de parcourir une plus grande distance.

Exemple de solution

Pour simplifier :

• Demandez à vos élèves de commencer par essayer d’entraîner leur voiture à gravité le plus loin possible sans la figurine (encouragez-les à simplifier leurs idées).

Pour aller plus loin :

• Demandez à vos élèves de retirer la petite rampe située à la base de la plus grande rampe pour voir ce qu’il se passe.
  • Si vous avez le temps, demandez-leur de remettre la plus petite rampe en place, en l’élevant un peu afin de créer un tremplin.
  • Si nécessaire, ils peuvent placer quelques briques en dessous pour soutenir la structure.
  • Encouragez-les à revoir la conception de leur voiture à gravité afin qu’elle saute en toute sécurité sur le tremplin tout en allant le plus loin possible.

(Remarque : cela étend la durée du cours.)
Pour intégrer des notions d’arts du langage, demandez à vos élèves de rédiger un rapport ou de réaliser une courte vidéo pour décrire les effets des forces équilibrées et déséquilibrées sur le mouvement de leur voiture à gravité.

Cycle 3 – Consolidation – CM1, CM2, 6e - Français - Comprendre et s’exprimer à l’oral
Croisements entre les enseignements: dialogues didactiques, débats, explicitation des démarches, comptes rendus