L’OMBRE AU CYCLE 2

Je me repère dans la journée

Une séquence de 6 séances

Dominique COURTES, PEMF, IUFM de Bretagne

Les savoirs en jeu

UNE OMBRE NECESSITE UNE SOURCE DE LUMIERE

LA FORME DE L’OMBRE DEPEND: DE LA FORME DE L’OBJET DE LA POSITION DE L’OBJETDE L’ORIENTATION DE L’OBJET PAR RAPPORT A LA SOURCE LUMINEUSE.

Une position didactiqueCréer le besoin de chercher

« Pourquoi les ombres? »

Mise en lien avec un projet : «CLASSE PATRIMOINE »

Architecture Un album Arts PlastiquesContemporaine « Jeu de piste à volubilis » Jeux

de Rennes d’ombres

et de lumières

Pour construirePartir de ce que l’élève croit savoir:

« A ton avis… »

Qu’est-ce qu’une ombre?Où peut-on trouver des ombres?Qu’est-ce qu’il faut pour avoir

des ombres?Dessine une ombre

Relevé des représentationsQu’est-ce qu’une ombre? Où peut-on trouver

des ombres?Qu’est-ce qu’il faut pour

avoir une ombre? Au sol, notre ombre apparaît mais aussi elle disparaît quand il ne fait pas beau.Une ombre, c’est notre reflet sur le sol.Notre reflet en noir.Quand on met le dos au soleil, notre forme apparaît sur le sol mais toute noire: ça s ’appelle une ombre.C’est quelqu’un qui est debout mais on croit qu’il est allongé.Une silhouette qui se reflète par terre.C’est comme un miroir mais pas tout à fait.Si tu vas dans la lumière, regarde le sol et tu vois du noir par terre et c’est une ombre.

Sur les murs ou sur le sol dans la rue

Devant toi ou derrière toi

Dans une partie ensoleillée

Dans une endroit plein de lumière

Auprès du soleil

Il faut du soleil

Il faut un corps

Une chose noire qui nous représente

Il faut de la lumière comme du soleil et par exemple une personne.

Formuler sa pensée par le dessin

Ce que nous disent les élèvesL’ombre nécessite une source de lumière

Ombre = reflet d’une forme qualité de « noir » de l’ombre

Source de lumière = soleil

Forme de l’ombre directement conséquente de la forme de l’objet éclairé

Ombre peut être « indépendante » de la forme de l’objet éclairé

Savoirs à valider

Nécessité d’une source de lumière

La forme de l’ombre dépend de la forme de l’objet

Savoirs à modifier, à construire La source de lumière peut varier : elle peut être autre que le

soleil Les sources de lumière

Modulation de la forme de l’ombre : grandeur, étirement ou contraction Intensité des sources Le placement de l’objet / ces sources

Causes et effets des variables de la lumière sur les qualités de l’ombre L’action de l’élève sur un phénomène physique

Des ombres dans la cour Etre capable de comprendre que des

paramètres physiques peuvent avoir une incidence sur la taille et la forme d’une ombre:

Variation de la taille et de la forme

Observation et relevé des ombresEmettre des hypothèses à partir des

variations observées, relevées et mesurées

Temps1: je constate« Comment vérifier ce que l’on pense? »

OBSERVER CE QUI SE PASSE

Le dispositif sur une journée: Sur trois séances de 30mn chacune:

Le matin : 11h00 Le début d’après-midi : 13h30 La fin d’après-midi : 15h30

Relevés des ombres: Organisation par binôme Longues feuilles de papier blanc 3 feutres de couleurs différentes Mètre- rubans pour mesurer

Démarche expérimentale:Garder la trace de son observationPrénom de l’ombre : ………………………………………Date : …………………………………………………………..Heure: ………………………………………………………….Lieu: ……………………………………………………………..

Mesure : …………………………………………………………

Dessin de l’ombre

Se positionnerSe repérer

Tracer

Des consignes pour une démarche « Vous tracez l’ombre de votre camarade.

Trouvez un moyen de repérer par où va son corps (la direction) et d’où vient la lumière (la source). »

« Nous allons faire la même chose que ce matin. A votre avis, est-ce que nous allons redessiner exactement la même ombre que ce matin? »

« Entre les 3 observations, que dire sur l’ombre? Sa taille, sa forme… »

« A votre avis, comment peut-on expliquer la différence entre les 3 ombres? »

La mesure: un outil pour comparer

Exploitation des données

Les constats de l’observation :Analyse des données relevées

Entre le relevé 1 de 11h00 et le relevé de 13h30: Toutes les ombres ont « rapetissé » Les ombres ont perdu leurs jambes. Obligation de « pencher » la feuille pour la mettre là où est l’ombre.

Entre le relevé 2 de 13h30 et le relevé 3 de 15h30: L’ombre 3 est plus grande que l’ombre 2 2 binômes n’ont pas pu tracer la 3° ombre : position près du bâtiment ombre de l’école observation d’un élève: le soleil est derrière l’école donc c’est l’ombre de l’école qui est au sol.

Hypothèses et questionnements Si l’ombre change de forme et de grandeur,

c’est peut -être parce que : Le soleil a monté dans le ciel Le soleil a changé de place Quand le soleil est grand, alors l’ombre est grande Quand le soleil est petit, alors l’ombre est petite

Pourquoi ce changement de grandeur et de positionnement de l’ombre selon l’heure?

Quel lien peut-il y avoir entre la modification de l’ombre et la place du soleil dans le ciel?

Temps 2 : je modélise

Comment créer une ombre?

Elaborer un dispositif expérimental

Par quoi remplacer le soleil? Quel objet pour quelle ombre? Comment relever les données?

Des ombres dans la classeSavoir en jeu:Plus la source de lumière est haute par rapport à l’objet éclairé, plus l’ombre portée de cet objet est petiteet inversement : source basse ombre grande

Objectif pour le maître:Rendre capable l’élève de comprendre le lien de cause à effet entre la hauteur de la source lumineuse et la grandeur de l’ombre portée.

Problématique pour l’élève:Quel est le lien entre la hauteur du soleil et la taille de l’ombre?

Mise en œuvre du dispositif Organisation par binôme :

élève 1 manipule, élève 2 relève les données

Matériel par binôme: une lampe torche – un personnage type Playmobil une feuille + crayon à papier pour le relevé cahier du scientifique

Alternance des phases de travail Manipulation Verbalisation Production d’écrit

Créer une ombreMise en œuvre sur 4 séances

Séance 1 :

« Créer une ombre, en relever la silhouette et la mesurer »

Séance 2:

« Créer trois ombres de trois tailles différentes. »

Séance 3:

« Créer une ombre la plus petite possible.»

Séance 4:

« Créer une ombre la plus grande possible. »

D’une manipulation empirique1° expérience : je découvre la lampe et le Playmobil

Phase d’essais L’élève manipule, observe les effets de ses gestes

Phase de verbalisation oraleLes premiers constats mis en commun sur affichage:

La main cache le Playmobil = pas d’ombre du Playmobil

On a déplacé la lampe de tous les côtés = l’ombre a bougé

La lampe haute au-dessus du Playmobil, l’ombre est petite

« Quand on rapproche » la lumière du Playmobil, l’ombre est plus grande.

Quand la lampe est basse, l’ombre est plus grande.

à une manipulation dirigée2° expérience avec la lampe et le Playmobil:

Consigne : « Créer trois ombres différentes »

Référence directe avec les trois ombres de la cour Nécessité de prise de repère de l’objet éclairé

Temps à consacrer à la « mise en mots »

Protocole expérimental

Passage de la manipulation « tous azimuts » à un premier degré de conceptualisation sur le rapport :

position de la source lumineuse / taille de l’ombre

pour une manipulation raisonnée3° expérience avec la lampe et le playmobil:

Consigne - Défi : « Créer l’ombre la plus petite possible. » 

Faire réinvestir le protocole expérimental défini à la séance précédente.

Faire anticiper les effets de son action en s’appuyant sur les premières constations à savoir la relation: « position de la lumière taille de l’ombre »

Faire établir que plus la source lumineuse est au-dessus de l’objet à éclairer, plus l’ombre est petite.

L’écrit support d’anticipation« Avant de reprendre la lampe et le Playmobil, vous devez écrire ce

que vous allez faire pour obtenir l’ombre la plus petite possible. »

Il faut mettre la lampe au-dessus du Playmobil. On peut aussi rapprocher la lampe du Playmobil et au-dessus.

Placer la lampe de poche très haut au-dessus du Playmobil.

On met la lampe très haut et l’ombre devient toute petite.

Pour avoir une petite ombre, il faut que la lumière soit bien haute.

Pour faire une ombre petite, il faut une lampe et mettre la lampe très haut, au-dessus du Playmobil sur une feuille blanche.

Une bifurcation dans le déroulementPremière synthèse obtenue:

« Il faut placer la lumière au-dessus du Playmobil

pour avoir l’ombre la plus petite possible. »

Nouveau questionnement non prévu initialement:

« La distance entre la lampe et l’objet est-elle importante

pour la grandeur de l’ombre? »

Nouveau protocole expérimental:

« Il faut mesurer la hauteur: utiliser des règles »

« Il faut que la lumière soit bien d’aplomb avec l’objet

à éclairer »

J’adapte ma manipulation à mon questionnement

Synthèse « ombre petite »

Nous avons appris aujourd’hui: Pour créer une ombre la plus petite

possible, nous savons qu’il faut placer la lampe exactement au-dessus du Playmobil.

On ne doit pas la mettre trop haut à cause de la puissance de la lampe et pour être sûr qu’elle est bien au-dessus, on peut s’aider d’une règle.

De la hauteur au placementContinuer à construire avec une nouvelle expérience

Un nouveau défi :

« Faire l’ombre de la taille d’une feuille de papier A4dans le sens de la longueur. »

Rendre capable l ’élève de comprendre le lien de cause à effet entre la place de la source lumineuse et la grandeur de l’ombre portée.

Une expérience raisonnée 3 phases de manipulation production d’écrit

pour trois niveaux de conceptualisation

J’écris pour anticiper sur les effets de mon action:«  Nous allons mettre la lampe de poche au-dessus du Playmobil très bas.Mettre le Playmobil au milieu de la feuille.Faire un repère pour lePlaymobil.

J’écris pour constater les effets de mon action:« En fait, il fallait:poser le Playmobil au bout de la feuille.Mettre la lampe derrière le Playmobil.Mesure : 18 cm. »

J’écris pour synthétiser les effets de mon action:« Ce que nous avons appris: pour avoir une très grande ombre, il faut pencher la source lumineuse sur le côté du Playmobil. »

Ce que nous savons maintenantsur l’ombre

A partir des expériences de la classe:

Pour créer une petite ombre, nous savons qu’il faut mettre la lampe exactement au-dessus de l’objet à éclairer.

Pour avoir une très grande ombre, il faut pencher la source lumineuse sur le côté en bas de l’objet à éclairer.

Cela dépend du sens où on regarde!!!Pour avoir l’ombre devant l’objet, la source lumineuse doit être derrière.Pour avoir l’ombre derrière l’objet, la source lumineusedoit être devant.

Notre corps et le soleil Un Playmobil et une lampe de poche

De la cour de l’école au concept

PLUS LE SOLEIL EST HAUT DANS LE

CIEL, PLUS L’OMBRE EST PETITE.

PLUS LE SOLEIL EST BAS DANS LE

CIEL, PLUS l’OMBRE EST GRANDE.