Concevoir et réaliser un objet qui flotte

Auteurs : Nadine Delorme(plus d'infos)
Résumé :
[Séquence] - Un défi est proposé à des classes de CE1 dans le cadre de la Fête des sciences : construire un objet flottant capable de flotter sur l'eau au moins une minute avec un lest de un kilogramme. Contraintes supplémentaires : l'objet doit tenir dans une boîte de 50x50x80cm, et il doit être esthétique, et porter un nom. Il s'agit ici du "Trukiflot"... Ce dossier décrit toutes les étapes de réalisation : la conception, les expériences sur la flottabilité, et la construction du prototype.
Durée :
12 séances d'environ 45 minutes
Matériel :

- album « Le petit bateau de Petit Ours» Ecole des loisirs.            
- feuilles blanches 65 x 50 cm
- une reproduction du « Radeau  de la Méduse » de T.Géricault
- bassines                                                              
- éponges
- serviettes en tissu                                                
- feuilles A3 (blanches)
- morceaux de bois                                                
- boîtes plastique et métal
- polystyrène                                                          
- clous
- carton                                                                  
- cailloux
- aluminium                                                          
- sable, riz
- différentes fiches techniques                               
- balances de Roberval
- pâte à modeler                                                   
- balles de tennis
- boîtes de pellicules photos

Copyright :
Creative Commons France. Certains droits réservés.

 

« Les élèves devaient construire, selon ce projet, un objet flottant tenant dans une boîte de 50 cm par 50 par 80 au maximum, qui soit capable de rester sur l’eau au moins 1 minute avec un lest de 1 kg. Ce projet s’inscrivait dans le contexte plus large d’un « défi science » proposé au groupe scolaire Moulin Fleuri à l’occasion de la fête de la science.
Le dossier s’organise autour d’une progression retraçant le parcours de recherche suivi par les élèves, et indique explicitement les savoirs et les savoir-faire construits au cours des activités mises en place par Madame Delorme. Les élèves s’engagent dans de réelles démarches d’investigation, vérifient par eux-mêmes les hypothèses formulées (par exemple : seuls les objets lourds flottent), construisent de nouveaux savoirs (par exemple : la différence entre objet et matériau), et parviennent finalement à relever le défi ! La démarche, ouverte à des savoirs relevant d’autres disciplines, est rigoureuse et les questions judicieusement choisies. Le jury a été sensible à la grande qualité pédagogique et didactique des séances et des travaux d’élèves présentés, ainsi qu’à l’enthousiasme qui transparaît dans ce remarquable dossier. 
» Extrait du rapport du jury des prix de La main à la pâte 2006


Accéder à l'intégralité de la séquence Réaliser un « Trukiflot » (pdf)


A noter : ce dossier réalisé avec la participation d'Alain Henri, professeur d'IUFM.

Sommaire du dossier 

Première séquence : « Flotte ou coule ? », 10 séances.

 

Séance 1 : Présentation et lecture de l’album « Le petit bateau de Petit Ours » Ecole des Loisirs.
Introduction du défi : « le Trukiflot »

Séance 2 : Représentation des élèves. Lecture des contraintes du défi. Constitution d’une trace écrite des propositions faites par les élèves.

Séance 3 : Expérimentations pour vérifier ou infirmer les conceptions initiales. Les résultats sont exposés sous la forme d’un tableau présentant la flottabilité de différents objets.

Séance 4 et 5: Les balances.
« Comment savoir si un objet est lourd ou léger ? »
« Est-ce toujours le plus léger qui flotte ? »
Utilisation d’une balance de Roberval : connaître son fonctionnement.
Comparer deux masses en lecture directe.

Représenter une pesée par le schéma .

(Mot de la main à la pâte : Voir aussi dossier « les balances » dans la rubrique activités > mesures > leviers et balances)

Séance 6 : Trier les objets par matière.Etre capable de distinguer objet et matière.

Séance 7 : Comparer la flottabilité de deux objets de même masse. « Si deux objets ont la même masse et si l’un coule, est-ce que l’autre va couler ? Pour cela des boules de pâte à modeler de masses identiques sont proposées aux élèves. Chaque binôme doit essayer de faire flotter sa boule. Il s’agit de mettre en évidence l’influence de l’espace occupé par l’objet dans l’eau.

Séance 8 : Comparer la flottabilité d’objets ayant la même forme et le même volume mais de  masses différentes.Comprendre que la masse a une influence sur la flottabilité.
Evaluation.

Séance 9 : La fiche technique.Repérer les caractéristiques communes à ce type d’écrit, identifier la structure d’une fiche technique (étude de documents).

Séance 10 : L’influence de l’eau. Ressentir la poussée de l’eau sur l’objet.                
Déroulement
Atelier 1
Une boîte fermée flotte dans l’aquarium.
Essaie d’enfoncer et de faire couler la boîte sans l’ouvrir. Que constates-tu ? Explique pourquoi.
Atelier 2
Un élève tient à bout de bras une bouteille accrochée à un bâton par un fil et remplie soit d’eau soit de sable, puis il doit la plonger dans l’aquarium.
Décris ce que tu as ressenti dans les deux cas. Essaie d’expliquer pourquoi.
Atelier 3
Un morceau de pâte à modeler est accroché par un fil à l’un des plateaux d’une balance à plateaux suspendus ; de l’autre côté une masse de sable équivalente a été placée.  
Faire remarquer - par interprétation de la position de la balance -  que les deux masses sont égales puisque la balance est équilibrée. Plonger ensuite la pâte à modeler dans une bassine d’eau. Expliquer ce qui a été constaté.
     

 

Deuxième séquence : « Réalisation du Trukiflot », 5 séances. 

 

Séance 11 : Imaginer le Trukiflot.
Dessin individuel du Trukiflot en indiquant les matières utilisées.
Tri des dessins en fonction des matières utilisées pour la coque et formation des groupes.
Réalisation commune d’un dessin représentant leur futur Trukiflot avec indication des matières utilisées.

Ecriture de la liste des matériaux nécessaires et des outils.

Séance 12 : Réalisation du Trukiflot.

Séance 13 : Recherche documentaire. Comment définir le mot bateau ?

A quoi servent les bateaux ? De quels éléments sont-ils constitués ? Comment avancent-ils ?

Séance 14 : Arts visuels. : « Le Radeau de la Méduse » 
Réflexion sur l’œuvre de T.Géricault : décrire ce que l’on voit. ; exprimer ce que l’on ressent ; émettre des hypothèses sur ce qui a pu se passer.
Lecture du naufrage de la frégate.

 

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