Grand ou petit ? - Une illusion de taille

Séance : Grand ou petit ? - Une illusion de taille (cycle 3)
Module : Les écrans, le cerveau... et l'enfant

Comment exploiter cette séance afin de travailler sur la question « Qu’est−ce que la science ? »
 


Dominante :

Recueil et traitement de données

Les scientifiques ne se limitent en général pas à une seule prise de données, lorsqu’ils font leurs observations et relevés en laboratoire ou sur le terrain. L’activité « Grand ou petit ? »  permet de montrer l’importance que les mesures soient faites en double ou en triple par un même chercheur mais aussi par d’autres chercheurs, dans les mêmes conditions (le fameux « toutes conditions égales par ailleurs »). Les données collectées peuvent en effet varier d’un échantillon à l’autre pour un même chercheur et d’un chercheur à un autre.

 

Au cours de l’activité, les élèves font des mesures de taille (ils mesurent la taille apparente d’un enfant se trouvant plus ou moins éloigné d’eux, à l’aide d’une baguette et d’un feutre), et en cela ils recueillent des données. Les enfants remarquent que les mesures obtenues par les uns et les autres ne sont pas nécessairement les mêmes. Même si tous les élèves ont utilisé exactement le même matériel et exactement le même protocole de mesure, la mesure varie d’un expérimentateur à l’autre, il y a de petites erreurs par rapport à une mesure idéale. Les enfants se servent en plus d’un outil très rudimentaire : si on avait étalonné, gradué les baguettes, la variation de mesure aurait été moindre.

Si l’enseignant avait demandé à chaque élève de faire la même mesure plusieurs fois de suite, les élèves auraient pu constater qu’ils ne trouvaient pas non plus forcément à chaque fois tout à fait le même résultat alors que les conditions étaient restées les mêmes. Cette démarche évalue l’habileté ou la précision de celui qui fait la mesure et donne une idée des incertitudes de la mesure. 

 

Les scientifiques de profession ont depuis longtemps cherché à pallier ces deux sources de variations de données. Par exemple : ils multiplient les prises de mesures, veillent au bon fonctionnement de leurs appareils de mesure, ont mis au point des traitements mathématiques ou statistiques des données.

 


Cette séance permet également d'aborder :

Traitement des mesures, représentation des données

L’activité permet aussi de réfléchir à la façon de combiner les chiffres des mesures. Peut-on, doit-on, choisir certains chiffres de mesure, peut-on, doit-on mélanger tous les chiffres d’un même élève, les mélanger avec les mesures des autres élèves ? On peut recourir à des outils mathématiques : faire des moyennes, calculer les écarts autour de la moyenne, calculer la médiane, des pourcentages, faire des comparaisons de moyennes... Le traitement statistique des données est très communément utilisé en science.

Il est aussi très utile de faire des représentations graphiques. Le scientifique en a de nombreuses à sa disposition : liste, tableau, diagramme en bâton*, courbe, utilisation de couleurs, etc. Ce sont des formes d’écrits qui permettent de visualiser de façon résumée et simplifiée les données, leurs distributions, leurs variations et donc faciliter le raisonnement.
 
* Les diagrammes en bâton utilisent des rectangles pour permettre de visualiser une variable : la hauteur du rectangle (dans les diagrammes où les bâtons sont verticaux) représente la valeur de la variable. On peut ainsi comparer visuellement la valeur de plusieurs variables.

 

Science et technologie : cinéma

Le maître pourra, s'il le souhaite, évoquer avec les élèves le fait que le cinéma met à profit ces jeux de "taille apparente" pour produire des effets spéciaux. Dans "Le Seigneur des Anneaux", par exemple, la charrette de Gandalf a été construite en deux parties : une proche de la caméra, où siégeait le magicien, une autre - placée plus loin de la caméra mais plus grande - où s'asseyaient les Hobbits, donnant l'impression sous certains angles de la caméra, qu’ils avaient une toute petite taille !

 



Attention!
La phase d’explicitation est nécessaire pour travailler sur la question « Qu’est−ce que la science ? » Les points évoqués ci-dessus devront être discutés avec les élèves une fois l'activité menée, autour de la question "Qu'avons-nous appris sur la science, aujourd'hui ?"


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Partenaires du projet

Fondation La main à la pâte CASDEN