Mobiles

Discipline
Vivant, matière, objets
Niveaux
CE1.
Auteur
N. H
Objectif
Construction de mobiles à un fléau pour comprendre le principe de l'équilibre.
Relation avec les programmes

Ancien Socle commun (2007)

  • Situer un objet par rapport à soi ou à un autre objet, donner sa position et décrire son déplacement
  • Percevoir et reconnaître quelques relations et propriétés géométriques : alignement, angle droit, axe de symétrie, égalité de longueurs
  • Résoudre des problèmes de longueur et de masse
  • Pratiquer une démarche d’investigation : savoir observer, questionner
  • Manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter, mettre à l’essai plusieurs pistes de solutions
  • Les objets techniques
Dates
Créée le 16 septembre 2012
Modifiée le 25 avril 2013
Statistiques
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Licence
CC-BY-NC-NDLicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Pas de modification ?.

Observation et construction de mobiles à un fléau.
Lien avec les Arts visuels par l'étude des oeuvres de Calder.
Lien avec les mesures par la compréhension du principe des balances à fléau.
Lien avec les mathématiques par la construction d'une balance de calcul.

Déroulement des séances

1

Observation et description de mobiles

Dernière mise à jour le 25 avril 2013
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Observer pour définir les caractéristiques essentielles et les critères de réussite d'un mobile (notion d'équilibre).
S’approprier ou mobiliser le lexique nécessaire.
Durée
25 minutes (4 phases)
Matériel
Trois ou quatre mobiles à deux fléaux construits par le maître, certains en équilibre, d'autres non.
Cahier d'expériences.
Fiche " schéma d'un mobile" pour la trace écrite.
Remarques
Séquence inspirée par celle proposée par la Main à la pâte.

1. Observation

collectif | 5 min. | découverte

Montrer les différents mobiles aux élèves (certains avec les fléaux en équilibre horizontal, d'autres non).

"De quels objets s'agit-il?" (ce sont des mobiles).

"Qu'est-ce qu'un mobile?" / Remarquer les différences avec les mobiles motorisés.

"Choisissez le mobile qui vous semble le plus réussi et dessinez-le sur votre cahier".

2. Choix et consignation

individuel | 5 min. | recherche

Chaque élève choisit et dessine le mobile qui lui semble réussi sur son cahier.

3. Définition d'un mobile réussi

collectif | 10 min. | recherche

 "Pour quelles raisons peut-on dire qu'un mobile est réussi?"

               Valoriser la pertinence de l'argumentation, la précision du lexique.

               Noter le vocabulaire utilisé par les élèves au tableau pour permettre son uniformisation et sa précision.

( Vocabulaire attendu: "ça penche", "ça tourne", "ça bouge", "c'est droit", "baguette", "fil", "objets suspendus", près, loin" ... s'ils ne sont pas apparus, introduire la notion d'horizontalité, le terme "fléau".)

Expliciter et définir un lexique conventionnel pour nommer les différentes parties du mobile (horizontal, fléau, axe).

               Clarifier la notion d'équilibre, distinguer "équilibre et horizontal" ( le mobile est équilibré lorsque les fléaux sont horizontaux).

4. Trace écrite

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

Présentation au TBI d'un schéma de mobile à légender.

Distribution du document imprimé à compléter individuellement (prévoir des étiquettes pour les moins rapides).

Présenter la séance suivante : "Lors de la prochaine séance, vous allez, en binômes, construire un mobile. Je vous demanderai de réfléchir au matériel et aux outils nécessaires."

2

Construction d'un mobile à un fléau

Dernière mise à jour le 25 avril 2013
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Identifier les variables qui conditionnent l'horizontalité du fléau.
Durée
30 minutes (4 phases)
Matériel
Baguettes (types brochettes en bois dont on coupe le bout pointu).
Fil.
Mini pinces à linge (rayon déco) ou "patafix" pour éviter de devoir faire et défaire des noeuds.
Objets à suspendre de masses différentes ou identiques (pliages en papier).
Système de suspension pour tester les mobiles (corde à linge).
Ciseaux.
Cahiers de découverte du Monde.
Informations théoriques
Plus on éloigne une suspension de l'axe, plus forte est l'action de sa masse sur le fléau (et inversement). On peut donc "compenser" des suspensions de masses différentes en variant la distance par rapport à l'axe.

1. Présentation du projet et rappels théoriques

collectif | 5 min. | découverte

"Vous allez, en binômes, construire un mobile à un fléau, avec deux pliages, aussi horizontal que possible. Pouvez-vous expliquer de quoi il s'agit?"

                    Rappeler au besoin le vocabulaire introduit lors de la séance précédente.

                    Constituer les binômes.

2. Plan de construction

binômes | 10 min. | recherche

"Sur votre cahier, faites le schéma du mobile à un fléau que vous voulez construire. Vous écrirez la liste du matériel dont vous aurez besoin."

(Les élèves listent le matériel). 

"De quel matériel pensez-vous avoir besoin?"

Lister au tableau le matériel demandé après accord sur la pertinence de la demande.

Montrer le matériel disponible et indiquer l'usage des mini pinces à linge et du dispositif de suspension.

3. Construction

binômes | 10 min. | recherche

Les élèves utilisent le matériel proposé pour construire leur mobile.

L'enseignant intervient pour rappeler l'objectif d'horizontalité du fléau et faire prendre conscience des variables liées (on peut déplacer les points de suspension des pliages ou l'axe du mobile pour modifier la position du fléau).

Vous noterez sur votre cahier les observations importantes.

4. Observation des réalisations

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

On contrôle la conformité des réalisations avec l'objectif : un fléau, deux pliages mobiles, horizontalité du fléau.

Rédaction de la trace écrite (dictée à l'adulte, saisie et imprimée plus tard).

Ex. " Pour que le mobile soit en équilibre horizontal :

                - si les pliages sont de tailles identiques, ils doivent être placés à la même distance du fil principal (axe).

                - des pliages sont de tailles différentes, le plus grand (donc le plus lourd) doit être placé plus près du fil principal (axe)."

3

Des mobiles gradués

Dernière mise à jour le 25 avril 2013
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Réinvestir les acquis (technologie, mesure de longueur, géométrie)
Durée
55 minutes (6 phases)
Matériel
Baguettes de 30 cm dont le centre a été marqué
Pliages de taille identiques
Pinces
Fil
Schéma des baguettes marquées
Doubles décimètres
Feutres
Informations théoriques
Ce prolongement peut être proposé aux classes de cycle 3.
Remarques
Cette séance peut être répartie en deux temps (préparation du matériel / hypothèses et expérience).

1. Présentation de la séance

collectif | 5 min. | découverte

Rappel de la séance précédente.

"Pour se repérer sur la baguette, nous allons la graduer (rappel de cette notion // instruments de mesure). J'ai marqué le centre des baguettes. Par groupes de quatre, à partir de ce centre, vous allez faire des marques tous les 3 cm, des deux côtés."

Faire une démonstration et/ou un schéma au tableau.

"De quel matériel aurez-vous besoin?"

Lister au tableau : double-décimètre, crayon, gomme.

2. Marquage des baguettes

groupes de 4 | 15 min. | réinvestissement

Les élèves mesurent et marquent les baguettes. L'enseignant rappelle le positionnement des graduations du double-décimètre (le 0).

On valide les mesures en comparant les baguettes des groupes (prévoir une baguette étalon au besoin).

Lorsque les marques sont validées, on colorie les zones délimitées en alternant les couleurs (schéma au tableau) :

                                    Bleu Rouge Bleu Rouge Bleu (Centre en noir) Vert Jaune Vert Jaune Vert

Suspendre les 5 baguettes marquées.

3. Anticipation des mouvements du fléau

collectif | 5 min. | recherche

Présenter 4 situations différentes en mimant les accroches possibles : "Comment s'équilibrera le fléau si...

       - on accroche un pliage identique de chaque côté,

       - on accroche un petit pliage d'un côté, un grand pliage de l'autre,

       - on accroche deux petits pliages d'un côté, un petit pliage de l'autre,

       - on accroche deux pliages identiques de chaque côté ?..."

Répartition des situations par groupes.

"Vous allez représenter le mobile sur ce schéma (fiche) en reproduisant le mouvement du fléau selon la situation et la zone où sont accrochés les pliages."

4. Argumentations

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Les représentations sont affichées, triées par situation.

On compare les hypothèses pour les situations identiques et chaque groupe justifie la sienne. Les zones permettent de clarifier la notion de distance par rapport à l'axe.

( l'enseignant synthétise, clarifie le vocabulaire...)

5. Vérification des hypothèses

groupes de 4 | 10 min. | recherche

Chaque groupe vérifie son hypothèse en plaçant les pliages sur le mobile, conformément à son schéma.

On observe et on note les constats :

       - l'hypothèse est vérifié.

       - l'hypothèse était fausse, on dessine ce que l'on observe.

6. Bilan et prolongements

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

"Que peut-on retenir de nos expériences sur les mobiles?"

Pour que le fléau soit en équilibre horizontal :

       - lorsque les deux objets suspendus sont identiques, il faut les accrocher à la même distance de l'axe.

       - lorsque les deux objets suspendus sont de masse différente, il faut accrocher le plus léger plus loin de l'axe.

       - lorsqu'on suspend un nombre d'objets différent des deux côtés, il faut accrocher l'objet seul plus loin de l'axe.

" Que peut-on en conclure?"

Plus un objet est accroché loin de l'axe, plus il "pèse" sur le fléau.

 

Prolongements:

" Nous allons travailler en Arts visuels sur les oeuvres de Calder."

" En mathématiques, nous allons construire une balance de calcul."