Le système solaire au Cycle 3

Auteurs : Equipe La main à la pâte(plus d'infos)
Résumé :
Très tôt, les enfants prennent conscience de l'existence d'un espace cosmique, à travers des situations divulguées par les médias. En quête d'explications, ils se passionnent pour l'astronomie. Dans ce domaine, le programme de l'école propose de les aider à se situer dans l'Univers, dans notre Galaxie, et plus particulièrement dans le système solaire avec une étude de la Lune et des planètes. Ce dossier comporte 4 parties qui peuvent se travailler en parallèle et qui s'enrichissent mutuellement : - Une partie d'observation, sur un temps suffisamment long. - Une partie d'exploration de documents. - Une partie de construction de maquettes. - Une partie plus littéraire de travail sur différents types de textes portant sur l'Univers.
Publication : 5 Mars 2012
Note :
4
Votre note : Aucun(e) Moyenne : 4 (4 votes)

Sommaire du dossier

Ce dossier comporte 4 parties qui peuvent se travailler en parallèle et qui s’enrichissent mutuellement :
• Une partie d’observation, sur un temps suffisamment long.
• Une partie d’exploration de documents.
• Une partie de construction de maquettes.
• Une partie plus littéraire de travail sur différents types de textes portant sur l’Univers.

L’observation portera par exemple sur la Lune, les planètes, la Voie lactée, les constellations. On pourra également utiliser un logiciel de planétarium virtuel gratuit tel que Stellarium avec ses fiches d’utilisation pour les élèves .
L’exploitation de données sera l’occasion pour les élèves d’interroger sur internet quelques sites spécialisés qui détaillent les caractéristiques des astres, améliorant ainsi leur connaissance des TIC (technologies de l’information et de la communication).
Le travail de représentation en modèle réduit permettra de comparer les ordres de grandeur, de se décentrer vers un modèle héliocentrique et de l’utiliser pour débattre sur une explication de l’alternance jour/nuit et des saisons.
Enfin, la dernière partie permettra de jouer avec différents types de textes (scientifiques, de fiction, mythologiques, etc.) Les phénomènes astronomiques étant des éléments forts du monde environnant, on constate que toutes les civilisations ont produit des légendes pour tenter d’expliquer ce qui n’était pas accessible à une connaissance scientifique.

Télécharger l'intégralité du dossier (pdf de 18 pages) 

Partir de ce que savent les élèves

Tous les élèves ont des connaissances sur l’Univers, le Soleil, les galaxies, la Terre, les planètes. On leur demandera de répondre aux questions suivantes :
- Quels sont les objets que l’on peut voir dans le ciel ?
- N’y a-t-il que la Terre qui tourne autour du Soleil ?
Il s’agira de les amener à exprimer leurs représentations, à préciser leur vocabulaire, et à se poser de nouvelles questions.
 

            cliquer pour zoomer

Partie 1 : Les observations

Ce travail doit être envisagé sur un temps relativement long, avec usage du cahier d’expériences pour noter les observations en vue d’une exploitation collective ultérieure. Cette partie prend comme référence la Terre. À défaut d’observation directe, les enfants pourront utiliser le planétarium virtuel Stellarium.

1.1 Observer la Lune

On suivra l’évolution de ses heures de « lever » et de « coucher », de sa trajectoire dans le ciel à différents moments de l’année (Calendrier lunaire

1.2 Observer les planètes du système solaire

On apprendra à repérer les planètes les mieux identifiables, en s’aidant des calendriers astronomiques. Le maître consultera un calendrier astronomique  et les phénomènes à ne pas manquer.
 
Ces copies d’écran montrent ce que le logiciel Stellarium permet d’observer (cliquer pour zoomer)

Vénus le 07/12/2009 à 9h dans Stellarium Jupiter et ses lunes le 30/11/2009 à 18h

                        
1.3 Observer les constellations et la Voie lactée

Un repérage des constellations les plus connues (Cassiopée, la Grande Ourse, Orion…) peut être fait en s’aidant d’une carte du ciel que l’on positionne par rapport à un cadre selon la date et que l’on oriente en la tenant au-dessus de sa tête. 

1.4 Voir une autre galaxie

Au-delà de notre Galaxie, il en existe d’autres, beaucoup plus loin. On observera l'une des plus proches : la galaxie d’Andromède. 

1.5 Changer de point de vue : passer d’un modèle géocentrique pour les observations à un modèle héliocentrique

Avec le logiciel de planétarium virtuel Stellarium, on peut changer la position de l’observateur pour le placer au-dessus du système solaire.

cliquer pour zoomer


Partie 2 : Explotation de documents

2.1 Rechercher des définitions des termes

Les termes planète, astre, étoile, lune…. sont définis.

2.2 Répondre aux questions qu’on se pose sur le système solaire

Après une première approche libre, une grille de recherche pourra être construite, de façon à systématiser les informations et ne pas se noyer dans une littérature très vaste. Pour mutualiser les données recueillies, on utilisera un affichage sous forme de « carte d’identité » des différents objets du système solaire.
Les documents feront aussi l’objet d’un travail sur la schématisation. On demandera aux élèves de comparer et classer les différents schémas du système solaire proposés dans les documents.

2.3 Une première approche quantitative des tailles et des distances

Un tableau avec des diamètres des planètes et les distances de celles-ci au centre du Soleil pourra alors être construit en milliers de kilomètres pour les diamètres, ou en millions de kilomètres pour les distances.


Partie 3 : Réaliser des maquettes du système solaire

3.1 Comparer les tailles des planètes

On proposera d’abord de construire des représentations des planètes à la même échelle, mais sans se soucier de rendre compte de leur distance au Soleil.

3.1 Comparer les tailles des planètes

On proposera d’abord de construire des représentations des planètes à la même échelle, mais sans se soucier de rendre compte de leur distance au Soleil.

3.2 Représenter des planètes en volume

On utilisera des disques de carton ou des boules ou des ballons de baudruche couverts de papier mâché.

3.3 Comparer les distances des planètes au centre du Soleil

On laissera les enfants utiliser la même échelle pour représenter les tailles des planètes et les distances des planètes au Soleil même si la maquette ainsi calculée sort de la classe et même de l’école ! On confiera pour cela aux enfants une reproduction du plan du quartier, du village ou de la ville.

Plan Google maps sur lequel les planètes sont placées

3.4 Un changement d’échelle pour représenter les distances de façon plus accessible

Pour représenter l’ensemble des planètes autour du Soleil, on réalisera une maquette qui utilise une échelle différente de celle choisie pour représenter les tailles relatives des planètes. Dans ce cas, il est indispensable de disjoindre les deux maquettes.

3.5 Un changement d’unité pour comparer les distances dans le système solaire et hors du système solaire

Pour comparer avec des distances beaucoup plus grandes, on fera calculer combien de temps met la lumière pour aller du Soleil aux différentes planètes, puis aux confins du système solaire, puis jusqu’à une autre étoile, puis jusqu’à une autre galaxie.

Partie 4 : L’univers dans les cultures

De nombreux textes peuvent être proposés aux enfants sur les légendes liées aux constellations et à la Voie lactée.
Liens proposés
http://www.ac-nice.fr/clea/Avril.html
http://bugle.imcce.fr/fr/grandpublic/systeme/promenade/pages4/443.html
http://www.astrosurf.com/luxorion/galilee-hommage3.htm
http://pagesperso-orange.fr/philippe.boeuf/robert/portraits/galilee.htm

Sitographie scientifique pour le maître

Sur le système solaire :
Sur l’histoire de l’astronomie :
Légendes du ciel :
Sur les constellations :