Evaluation des élèves

Evaluation sur le thème de l’électricité
Auteurs : Edith Saltiel (plus d'infos)
Résumé :
Exemple d'évaluation d'une séquence dont le thème est l'électricité.
Publication : 12 Septembre 2012

Connaissances et compétences attendues et exercices possibles

Pour ce thème, la rubrique « mesurer avec un instrument » du tableau construit par le groupe des centres pilotes n’est pas concernée puisqu’à l’école primaire, on n’utilise ni voltmètre, ni ampèremètre, tout comme celle qui consiste à effectuer un calcul (l’électricité étant très qualitative).
Le thème des circuits électriques est explicitement au programme du cycle 3, cependant, rien n’interdit de l’étudier partiellement dès le cycle 2.

Quels sont les points importants à étudier en électricité à l’école primaire ?

A) allumer une ampoule à l’aide d’une pile et de fils électriques, ce qui suppose tout d’abord d’avoir repérer les bornes d’une pile, le plot et le culot d’une ampoule, puis d’avoir compris que, pour que l’ampoule brille, il faut que l’on ait une chaîne continue de conducteurs qui forme avec la pile une boucle fermée. Par ailleurs, si cette boucle est interrompue en un point quelconque du circuit, il n’y a plus d’électricité qui circule et plus rien ne fonctionne.

B) l’interrupteur : comprendre comment il est fait et sa fonction

C) découvrir qu’il existe des conducteurs et des isolants. Ici, attention à cette distinction : en effet, un matériau classé isolant avec le montage utilisé à l’école (pile, ampoule) peut s’avérer être conducteur avec un montage pile-led ou encore avec du 220V. C’est le cas de l’eau (penser à la mort de Claude François)

D) étudier les circuits en série et en dérivation (uniquement le cycle 3). Ici il est important de savoir qu’un circuit série (même constitué de 4 ampoules, d’un moteur) est constitué d’une seule boucle, contrairement aux circuits en dérivation (il y a autant de boucles que de circuits en dérivation)

E) aborder quelques règles de sécurité

F) quelques aspects de la démarche d’investigation

Evaluations possibles

En ce qui concerne le point A, il existe de nombreuses possibilités :

> en cours d’activités

Donner du matériel aux élèves (pile, ampoule, puis pile, ampoule et fils) et leur demander de faire en sorte que l’ampoule s’allume puis de dessiner les montages qui marchent et ceux qui ne marchent pas. Ceci peut être un travail individuel comme collectif (par exemple en classe entière avec la confrontation de tous les schémas - Voir la séance 2 du module « Circuits électriques » ou encore la séance 1 du module « Electricité cycle 3 »). Notons que demander de dessiner les montages qui ne permettent pas de faire briller l’ampoule est un moyen de voir si l’élève a compris la nécessité d’avoir un circuit fermé et a bien repéré plot et culot de l’ampoule. De même, il est possible de demander ensuite aux élèves de dessiner le chemin suivi (sans se préoccuper du sens de parcours) par l’électricité afin de vérifier qu’ils ont assimilé le fait que cela forme une boucle et que l’électricité sort d’une borne de la pile pour revenir à l’autre borne (on notera que le sens de parcours à l’école primaire n’a aucune importance car il est hors de question de pouvoir voir les électrons se déplacer).

> avec des exercices papier crayon

 Ci-dessous (figure 1)  l’exercice du haut Rhin:


Figure 1

Il s’agit d’un exercice qui vérifie que l’élève sait dessiner un circuit fermé (connaissances).

La justification demandée permet de connaître non seulement la nature des arguments utilisés par l’élève mais aussi  la qualité de l’expression

Ceci peut se faire par écrit ou oralement

Dans l’exercice de la figure 2, il existe plusieurs dessins de montage (pile, ampoule et éventuellement fils) (extrait d’un test de Daniel Saunier) et l’élève doit indiquer (en justifiant sa réponse) ceux qui marchent et ceux qui ne marchent pas (attention, la demande de justification est peut être difficile pour des élèves de  CP).

elect_0

Figure 2

Un autre exemple : Un exercice du Haut Rhin dont l’énoncé (figure 3) est le suivant :

elec2_1
Figure 3

Ici, il est recommandé de demander aux élèves de justifier leur réponse (afin de voir ce qu’effectivement ils ont ou non compris)

En ce qui concerne le point B,

    > activités en classe

Ici, il y a plusieurs possibilités :

- demander à chaque élève de réfléchir à la réalisation d’un interrupteur, puis de comparer toutes les propositions, de les discuter et de choisir, en fonction du matériel disponible, le modèle qui sera fabriqué (pas forcément le même pour tous les groupes)
- demander ce qui se passerait si on ouvre l’interrupteur (prévision) dans un circuit série
- proposer des circuits ouverts et de voir comment les élèves réagissent à ce type de circuits.
- fournir à chaque élève ou groupe d’élèves des interrupteurs et leur demander de proposer des montages, montages qui seront, avant d’être réalisés, discutés collectivement (attention ici, certains élèves peuvent, en réalisant le circuit, créer un court-circuit)
- fournir le matériel aux élèves et leur demander de dessiner le montage qu’ils pensent être à même de fonctionner, puis de réaliser le montage et enfin de voir si dessin et montage sont compatibles. C’est encore une occasion de vérifier que l’élève a compris, pour que l’électricité circule, qu’il faut que le circuit soit fermé

> exercices papier crayon

Un deuxième exercice du Haut Rhin dont l’énoncé (figure 4) permet de vérifier qu’un élève sait reconnaître, voire dessiner un circuit fermé

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Figure 4

Là aussi, il est recommandé de demander aux élèves de justifier leur réponse

Sur la figure 5 se trouve un autre exemple

elec 5_0

Figure 5

Là encore, pour toujours les mêmes raisons il est fortement conseillé de demander aux élèves de justifier leurs réponses

En ce qui concerne le point C, il existe sur les différents sites de nombreux exercices (depuis des QCM jusqu’à la réalisation d’expériences) ou encore l’exercice suivant (figure 6)

elec 4_1

Figure 6

Cela peut être l’occasion de vérifier que le vocabulaire correspondant (conducteur, isolant) est non seulement connu mais compris. En effet, l’évaluation bilan sciences réalisée par la DEPP en 2007 a montré que les enfants savaient répondre à ce type de questions mais étaient incapables de définir un conducteur et un isolant.

Le point D concerne essentiellement des élèves de cycle 3
Il peut y avoir ce que propose l’académie de Toulouse (figure 7a et 7b), càd un bonhomme dont les deux yeux sont des ampoules électriques. Il s’agit dans un premier temps de dessiner le montage pour que les deux yeux s’allument en même temps (expérimentation), puis ensuite il est demandé de transformer le montage pour que, si l’une des ampoules s’éteint, l’autre reste allumée (connaissances + prévision). Ceci peut être fait là encore sous forme papier crayon ou en activités (dans ce cas, cela peut revenir à évaluer, avec quelques petites modifications mineures, savoir exécuter une tâche ou suivre un programme de construction) à l’occasion, par exemple, d’une séance de réinvestissement.

clown_0

Figure 7a

Ce qui est évalué :

Capacité de construire un circuit série qui fonctionne
Savoir que si ce circuit est coupé en un endroit, l’électricité ne circule plus

L’élève connaît-il les circuits en dérivation ?
Sait il que cela implique, dans le cas présent, deux boucles séparées ?

 

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Figure 7b

Vérifier que l’élève est capable de réaliser le circuit qu’il a dessiné

Vérifier que l’élève accepte le verdict expérimental

Vérifier que l’élève est capable de dessiner le circuit qu’il a réalisé

Capacité de l’élève à communiquer : quels arguments va-t-il utiliser ? Quelles connaissances vont être explicitées ? Quelle est la qualité du texte ?

Le point E est évaluable par différentes méthodes : se promener dans la classe (il est recommandé alors de savoir exactement ce que l’on veut regarder : écoute de l’autre, argumentation, respect des règles de sécurité, autonomie…) ou bien proposer plusieurs dessins de la vie quotidienne (un personnage qui se rase ou qui écoute la radio dans son bain, un personnage qui trifouille des fils électriques alors que le compteur électrique n’est pas arrêté, etc.) et demander celui ou ceux qui présentent des dangers, en justifiant à chaque fois ses choix. (cf. séance 3 du module « Circuits simples » et en particulier la question posée en fin de séance «  une tartine de pain se coince dans le grille pain. Cà fume et c’est de plus en plus chaud ? Que faire ? » permet de savoir ce que les élèves ont compris

Le point F est parfois inclus avec (ou dans) les autres. Cependant il est également possible de:

  • prendre une lampe de poche qui ne fonctionne pas et demander de trouver la cause de la panne (cf. séance 4 du module « Circuits simples »)
  • déclarer qu’une lampe de poche ne fonctionne (marche) pas et demander aux enfants comment ils s’y prendront pour trouver les causes de la panne (cf. séance 4 du module « Circuits simples »)
  • dire qu’une lampe de poche est en panne et proposer deux montages et demander quelle hypothèse on cherche à tester (AQ)
  • ou encore donner deux montages différents et demander si cela permettra de savoir si l’ampoule est ou non cassée

Il existe d’autres possibilités,

  • comme les boîtes noires colombiennes (donner des boîtes « noires » aux enfants qui doivent trouver ce qu’il y a dedans),
  • utiliser le virtuel (mais attention à ne pas être trop dirigiste …). Cf.  le bilan Jclic, conseillé par François Barillon  accessible à l’adresse suivante : http://sciences41.tice.ac-orleans.fr/php5/spip.php?article439
  • c’est aussi l’occasion de proposer des activités de réinvestissement comme fabriquer un jeu questions réponses ou le jeu électrique de l’anneau (figure8)

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Figure 8

Ou un clown dont le nez rouge s’allume

Ou encore l’électrification d’une maison de poupée.
Ou…