Ciel et terre: les phases de la lune

"Pendant plusieurs semaines, nous allons travailler autour de la Lune. Nous allons essayé de comprendre pourquoi elle change et comment. Pour cela, vous devrez mener des observations à la maison, et nous essayerons aussi de créer des maquettes."

" Bien, vous avez indiqué différentes hypothèses, il va falloir vérifier, étayer vos dires maintenant. Pour cela, je vais vous demander d'observer chaque soir, jusqu'à la prochaine semaine de sciences, la lune.

Pour cela, vous allez recevoir chacun une fiche de recueil: vous devrez indiquer la date, dessiner la lune et indiquer l'état du ciel (dégagé, nuageux)."

L'enseignante distribue la fiche, puis fais un exemple avec eux. Dès le lendemain, la fiche sera vérifiée pour voir si chacun a bien compris.

Pour commencer cette séance, visualisation de la semaine de l'ombre dans Peter Pan de Disney. Laisser les élèves regarder de 11min40 à environ 16 minutes (ou moins).

Puis les questionner sur l'extrait: que se passe-t-il dans cette scène? Peter Pan a perdu son ombre. Est- ce possible de perdre son ombre? Cette question peut apporter un certain nombre de réponses très variées qui pourront êtres écrites au tableau.  Quand l'ombre est recousue, comment se tient-elle?

Cette question va permettre d'ouvrir sur le sujet de la séance, en leur indiquant que cette semaine, nous allons travailler sur les ombres et savoir comment elle fonctionne. Selon, les réponses, il sera reproposé un visionnage avec observation des ombres en général et si elle respecte la forme de l'objet, sa taille...

On peut voir ce deuxième visionnage, comme un espace d'hypothèse. L'idée est de mettre en avant des questions: des formes qui évoluent mais pourquoi ? qui peut créer des ombres?

Chaque groupe présente son défi. L'enseignante demandera à chaque fois, comment est l'ombre (forme), si elle provient bien du lion et pourquoi elle se situe à cet endroit.Selon la verbalisation faite par les élèves, elle pourra aussi aller plus loin avec des demandes autour de la place de la source de lumière (distance, hauteur par rapport à l'objet).  Les réponses seront écrites au tableau et l'idéal serait même que chaque expérience soit prise en photo pour être étudiée ensuite  par vidéoprojection.

Ensuite, avec les différents éléments, l'enseignant proposera aux élèves une synthèse de leur observation; l'objectif, ici est qu'à partir de la synthèse, les élèves arrivent à mettre en avant que:

- l'objet coupe la source de lumière et produit donc plusieurs zones d'ombre: ombre portée ombre propre;

- que si l'objet est proche de la source de lumière, il arrête plus de lumière, donc l'ombre est plus grande;

- qu'un objet qui rencontre plusieurs sources de lumière peut avoir plusieurs ombres portées.

L'enseignante demandera ensuite pourquoi la taille de l'ombre varie. Elle laissera les élèves émettre leur hypothèse et leur proposera de vivre une dernière expérience sur cette question dès le lendemain.

Proposer en premier lieu aux élèves de réaliser une carte mentale sur ce qu'ils ont compris. Puis, en second lieu, écriture d'un résumé:

"Lorsqu'un objet opaque est éclairé, il arrête la lumière et permet la formation d'ombre: son ombre propre et son ombre portée sur une surface.

La forme de l'ombre dépend de la forme de l'objet et de son orientation par rapport à la source de lumière.

Un objet peut avoir plusieurs ombres s'il est éclairé par plusieurs sources de lumière."

Il serait intéressant d'accompagner le résumé par des schémas.

" Pour commencer, vous allez sortir votre cahier d'essai, l'ouvrir, écrire la date et sciences.

Aujourd'hui, nous allons travailler autour du système solaire. Je sais que vous avez beaucoup observé les planètes placées au-dessus de vous, que vous avez lu la documentation qui va avec. Mais, êtes-vous capable d'écrire sur votre cahier d'essai en moins d'une minute, le nom des huit planètes solaires. Attention, vous êtes prêts, 3 2 1  partez."

Laisser les élèves écrire ce qu'ils savent, sur ce sujet les élèves sont toujours fortement documentés, maintenant il est important de revoir quelques éléments plus précisement.

" Qui veut bien venir au tableau, écrire le nom de ces planètes? " Laisser un élève venir et demander ensuite aux autres si ils sont d'accord ou pas. Finir avec la liste des huits noms de planètes et indiquer que Pluton n'en fait plus partie.

Lecture de documents avec un jeu de questions:

Vous allez tous avoir un document qui vous présente les huit planètes du système solaire et le Soleil. Vous allez devoir répondre à différentes questions:

- Quelles sont les planètes géantes?

- Quelle planète est à peu près de la même taille que la Terre?

- Qui possède le plus de satellites? Qui en possède le moins et pourquoi?

" Il y a quelques semaines, vous avez commencé l'observation de la lune, chaque soir. Maintenant, nous allons mettre en commun les résultats de vos observations. Pour cela, vous allez pouvoir venir compléter chacun votre tour, le tableau sur le paperboard".

Les élèves viennent chacun leur tour écrire pour une date, ce qu'ils ont vu. Il peut apparaitre des cases noires liées à un ciel nuageux. Puis, demander aux élèves ce qu'ils observent. Normalement, les différentes phases de la lune devraient leur apparaitre.

Ainsi, ils vont être capable d'indiquer les quartiers et la pleine lune; pour la nouvelle lune, le terme sera donné. L'objectif, ici est de leur donner le bon ordre: nouvelle lune, premier quartier, pleine lune et dernier quartier et comment repérer le premier et dernier quartier. Il leur sera demander combien de temps s'écoule entre chaque phase et finalement combien dure un cycle de la lune.

On laisse les élèves refléchir seul: un rapide calcul leur indiquera qu'une phase dure environ 7 jours et que le cycle dure 29 jours. Pour aller plus loin, on leur fera observer que la lune ne passe pas d'une forme à l'autre comme cela, mais qu'elle a une forme intermédiaire où on l'appelle lune gibbeuse pour avant et après la pleine lune.

" Très bien, vous avez observé, les différentes phases de la lune, mais, vous ne m'avez toujours pas dit comment cela fonctionnait, pourquoi elle change d'aspect. Je vous lance donc le défi de mettre en place une maquette qui devra nous expliquer comment cela fonctionne.

Lors des hypothèses, lors de la précédente semaine, vous avez parlé de la lune, de la terre, du soleil et des nuages qui expliqueraient ces changements. Je vous propose donc du matériel pour réaliser votre maquette:

- balles de tennis ( de table et extérieur),

- carton pour représenter des nuages,

- lampe de poche,

- ficelle, punaise, pique à brochette... Et si vous avez besoin de d'autres matériel dites-le.

Je vous laisse une quinzaine de minutes, par petits groupes de quatre, pour mettre en place votre maquette."

Pour renforcer la luminosité du soleil, il peut être possible d'utiliser un vidéoprojecteur.

L'enseignante passe tranquillement dans les groupes pour veiller à ce que chacun puisse s'exprimer, manipuler et pour la gestion du matériel.

Pour finir, l'enseignante demandera à chacun de réaliser une carte mentale de ce qu'il a compris. Puis elle proposera un résumé avec un schéma de la lunaison:

"Au cours d'une lunaison, la lune fait un tour complet autour de la Terre: c'est un satellite de la Terre.

Comme la Terre, la Lune ne produit pas de lumière, ainsi à la nouvelle lune, elle nous présente son ombre propre, elle est donc invisible la nuit. Alors qu'à la pleine lune, elle tourne sa face éclairée vers nous, que l'on peut voir la nuit, mais aussi le jour."