gnomons (CM1)

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gnomons (CM1)

Bonsoir,
Je me permets de créer un post pour avoir votre avis sur une situation d'apprentissage en astronomie.
Selon vous, est-il pertinent d'introduire la hauteur du soleil comme un angle dès le début d'une séquence d'astronomie (cycle 3, CM1)?

Voici comment j'imagine le début de la séquence ( en très succinct!):

Lors de la séance 1, les élèves s'interrogent sur la trajectoire du soleil dans le ciel et effectuent l'expérience du gnomon où ils tracent et mesurent les ombres obtenues tout au long de la journée. Ils concluent que le soleil apparaît vers l'Est et se couche vers l'Ouest.
Le lendemain, ils refont la même expérience pour voir s'ils vont obtenir des résultats similaires puis le PE leur pose un problème parallèle: "Que se passe-t-il si on utilise des gnomons de taille différentes? "( un gnomon B plus petit et un gnomon C plus grand). "Allons-nous obtenir des ombres plus grandes? plus courtes? La trajectoire du soleil sera-t-elle la même?."
L'analyse de cette expérience amène les élèves à constater que les ombres des gnomons B et C sont différentes (dues aux tailles des gnomons) mais leurs trajectoires sont les mêmes que celle du gnomon initial. Peu importe la longueur du gnomon, le soleil aune trajectoire identique.

Puis en classe, le PE invite les élèves à schématiser le gnomon d'origine sur une feuille ainsi que son ombre observée à 9h30 ( heure arbitraire). Les élèves tracent ensuite le rayon lumineux provenant du soleil. Ils obtiennent un triangle. Ils refont la même chose pour les gnomons B et C, à 9H30. Le PE demande aux élèves de superposer les trois triangles et d'expliquer ce qu'ils obtiennent.
Réponse attendue: Les longueurs des gnomons diffèrent ainsi que les longueurs de leur ombre mais ce qui ne change pas entre les trois triangles est l'écartement entre le sol et le rayon du soleil : C'est un ANGLE.
Élaboration de la définition de la hauteur du soleil : C'est l'angle que font la direction dans laquelle on peut observer le soleil à un instant donné et le plan horizontal.

Les élèves peuvent recommencer l'activité pour différentes heures de la journée. Ils constateront que l'angle évolue au cours de la journée mais que pour une heure donnée, peu importe la longueur du bâton, l'angle sera identique.

Est-ce pertinent pour vous?
Moi je trouve que cela permet de conceptualiser la hauteur du soleil comme un angle dès le début et cela permet d'ancrer petit à petit que la hauteur du soleil n'est pas une distance... ( et d'introduire le concept d'angle par la même occasion, si cela n'a pas encore été abordé).

J'ai peur que ce soit "trop" et de perdre la plupart des élèves dès le début.

(Sinon ça peut être une séquence introduire en CM2, telle que : "Quelle est la hauteur du soleil et comment la mesurer ? ", avec construction/utilisation du théodolite...)

Dans l'attente de recevoir un avis,
je vous remercie

Bonne semaine

Bonjour,
J'ai fais ce genre de manips toute l'année dernière avec des CE2, CM1 et CM2. En fait je me suis rendu compte que le gnomon peut être un début mais mais qu'il ne donnait qu'un vague aperçu aux élèves du temps, de l'heure et de la place du Soleil.
Donc je suis parti de la position de la Terre autour du Soleil, de l'axe de rotation terrestre car les enfants de cet âge savent que la Terre tourne autour du Soleil et qu'elle tourne sur elle même.
Sur un globe terrestre j'ai placé un gnomon et un style orienté vers l'étoile polaire et j'ai simulé le Soleil avec une lampe puissante et là les élèves on compris un peu plus vite la situation. J'ai aussi utilisé le gnomon dehors et fait construire un cadran solaire simple.
Pour le théodolite c'est pas une bonne idée car regarder le Soleil dans un viseur optique ou non c'est dangereux. Avec un gnomon bien droit en mesurant les angles vous faites la même choses.
N'hésitez pas à me joindre. Je vous donne l'adresse de mon site :
www.miracsoft.fr
Cordialement
Christian

Bonjour,
L'option du théodolite me paraît plus pertinente et permettrait de dégager du temps et de l'énergie pour approfondir d'autres notions.
L'expérimentation risque de noyer les élèves entre position du soleil (Est/Ouest), longueur du gnomon, hauteur du soleil et de les perdre (trop de paramètres).
Cela étant,je n'ai jamais travaillé sur les gnomons, c'est a priori que j'émets un avis.

Bonjour,
L'option du théodolite est très pertinente mais risquée avec des enfants car la visée du Soleil est dangereuse. En prenant quelques précautions c'est la meilleur solution. Une autre solution que j'ai moi-même expérimentée c'est une simple monture azimutale (pied photo si vous n'en avez pas) avec un cercle gradué en hauteur. Vous fixez dessus un tube de petit diamètre sans optique et vous visez le Soleil en mettant un carton blanc derrière.
Cordialement