Comment introduire le magnétisme et les aimants en classe?

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Stéphane Piroux
Comment introduire le magnétisme et les aimants en classe?

Comment introduire les aimants et le magnétisme en classe? Quelles activités proposer pour permettre aux enfants de se questionner. Merci par avance de votre aide. A+

Elisabeth Plé

Les aimants en cycle 2
Tout d'abord, si vous voulez mettre en œuvre une démarche où les enfants se posent des questions, émettent des hypothèses, il vous faut définir ce que vous allez viser à faire acquérir en termes de savoir. Je crois que « démarche ou connaissance ? » est une fausse question. Pour privilégier la démarche, des compétences et des attitudes, il faut un enjeu de connaissance. Sinon, et pourquoi pas, c'est un choix à faire, les enfants agissent, manipulent, jouent, bricolent, et incidemment apprennent probablement, sûrement même, mais cet apprentissage ne sera pas contrôlé.

Cap conceptuel ? :

En cycle 2, il est important de construire la notion de matière, et plus précisément de caractériser la matière par ses propriétés. On ne le fera pas de manière systématique, ce qui serait totalement fastidieux pour les enfants, mais de façon contextualisée. Ainsi, des travaux avec les aimants vont contribuer à distinguer objet et matière, et différencier la matière fer (qui est attirée par un aimant) des autres métaux (qui ne sont pas attirés par l'aimant). En fait il n'y a pas que le fer qui est attiré par l'aimant, tous les métaux dits ferromagnétiques le sont (nickel, alliages de fer), mais on se contentera de ce classement approximatif. Ce sera, si vous choisissez cette option, le cap conceptuel à vous fixer pour articuler vos séances. Par ailleurs, d'autres découvertes pourront être faites : un aimant attire à travers la matière, un objet attiré par un aimant est capable d'attirer d'autres objets.

Les idées des enfants :

Les enfants de cet âge, même en grande section de maternelle, se sont familiarisés, à travers l'expérience de la vie quotidienne, avec la classe métal, que, d'ailleurs, ils nomment fer. Pour eux « le fer », sous-entendu métal, c'est froid, ça fait du bruit, ça brille. Le métal qui sera attiré par un aimant sera qualifié, par vous, de fer.

Situations possibles :

1. Pilotage par l'investigation :
Pour ce sujet, il n est pas nécessaire de prévoir une grande mise en scène pour motiver les enfants. En revanche, il est nécessaire de prévoir la situation (et c'est je pense le sens de votre question) qui va amener les enfants à se questionner sur le fait que tous les objets ne sont pas attirés. Ce processus de « problématisation » ne se fait pas automatiquement, il nécessite une médiation importante du maître, qui selon les circonstances :
- relèvera, dans l'action, un fait et le soumettra à la communauté classe, pour relancer l'investigation,
- proposera une situation ad hoc, type situation-problème, pour créer un conflit sociocognitif .

Vous pourriez, par exemple, prévoir d'abord un temps de familiarisation avec les aimants, (en prévoir de formes et de forces variables), l'objectif étant d'agir, de faire des découvertes spontanées, de verbaliser. Le plaisir de ce type de manipulation amène les enfants à explorer leur environnement direct. La discussion qui suit précisera le langage (les enfants ont tendance à dire que l'aimant colle, on pourra donner le terme exact : attire) et permettra de communiquer les découvertes réalisées. Il ne faut pas s'attendre, à ce stade, tout du moins pour les plus jeunes du cycle 2 (GS et début de CP) à ce qu'ils manifestent un étonnement du fait que l'aimant n'attire pas tous les objets. Les enfants sont dans une logique de réussite : ils avancent des arguments de l'ordre de l'animisme : « Il ne veut pas » ou bien attribuent cet échec à une incapacité de leur part, ou bien plus souvent encore refusent de considérer « cet échec », et passent à un autre objet. Ils ne mettent évidemment pas en doute la matière car cette notion n'est pas construite.
Avec les plus jeunes, en GS, on pourrait ensuite prévoir une séquence, avec des objets sélectionnés par l'enseignant : des objets en fer et des objets en non métal. Les enfants établiront d'abord un tri (ceux qui sont attirés et les autres) et ils expliciteront et formuleront la raison : « l'aimant attire le fer (sous-entendu métal, à ce moment-là) et pas le plastique, le bois, le papier ». Ensuite on peut envisager « une chasse au fer » dans la classe. Si les enfants sont étonnés du « comportement réticent » de certains objets « en fer qui ne sont pas attirés », on pourra relancer l'investigation et rechercher des « objets de la classe en fer, non attirés » (mais avec les petits, c'est la réussite qui prime d'abord, donc peu de chances qu'ils manifestent leur étonnement, en revanche avec des plus grands, c'est une démarche envisageable). On collectionnera ainsi des objets « en fer attirés », et des objets « en fer non attirés ». Ce sera alors à l'enseignant d'apporter des précisions et de clarifier la situation : « Tous ces objets sont en métal, mais seuls ceux qui sont attirés sont en fer. » La distinction fer/métal nécessitera d'être consolidée par d'autres activités.
Mais on peut aussi envisager, après la chasse au fer, de soumettre aux enfants (il faut alors travailler avec un petit groupe, 6 ou 8 max), une collection d'objets métalliques sélectionnés par l'enseignant (choisir de nombreux objets hétéroclites) et leur demander de prévoir en quoi sont ces objets et le prouver. Ils diront rapidement qu'ils sont en fer, mais ne proposeront pas forcément l'aimant pour vérifier. Après rappel des activités antérieures, ils testeront avec un aimant. C'est alors qu'il faudra être très vigilant, le conflit cognitif attendu : confrontation entre leurs idées, c'est en fer donc ça doit être attiré et les faits, certains objets ne sont pas attirés, ne conduira pas à remettre en question leurs idées. Dans l'action, ils vont fuir le conflit, et rechercher rapidement des objets conformes à leurs idées. C'est à vous, de relever ces cas où ça ne fonctionne pas comme prévu pour les soumettre à la réflexion de tout le groupe.
Ici, il faut faire preuve de flexibilité, tout dépend de ce qui se présente ! Un exemple observé dans une classe de GS. Marie a été attirée par tous les objets jaunes, et bien sûr elle ne parvient pas à attirer ces objets. Elle est alors prête à repiquer dans le tas et choisir un autre objet. L'enseignante intervient alors, lui demande ce qui lui arrive, et soumet son cas à tout le groupe.
Un élève dit : « Tu te trompes de côté, il faut prendre ton aimant dans l'autre sens. » Elle essaie, échec. Un autre lui suggère de changer d'aimant : « Il marche pas ton aimant » et lui donne son aimant. Nouvel échec ! Le groupe est alors entièrement mobilisé sur le problème de Marie, mais elle n'est plus en état de réfléchir. Elle se croit probablement dotée d'un pouvoir antimagnétique !
Heureusement, Adrien vole à son secours, « c'est peut être pas du fer ». Cette hypothèse est reprise, « tous ces objets ne seraient pas en fer ? », recherchons alors ceux qui sont attirés, et les autres.

2. Pilotage par la réalisation :

On peut aussi envisager un travail piloté par une réalisation, mais débouchant sur le même type d'investigation. Plusieurs jeux à aimants sont commercialisés : le jeu du labyrinthe, où l'enfant doit faire se déplacer une souris sur un plateau pour la conduire vers le morceau de gruyère, avec un aimant placé sur le plateau ; un jeu de pêche à la ligne où l'aimant joue le rôle d'hameçon.
On peut envisager de fabriquer un jeu fonctionnant sur le même principe. Par exemple pour le jeu du labyrinthe, on pourrait imposer de faire se déplacer des petits sujets en plastique (des poules, des lapins). La recherche de solutions pour faire se déplacer ces sujets (lui coller une semelle en fer) amènera les enfants à explorer les objets autour d'eux et à différencier le fer, des autres métaux.
Bon courage !