Séance 3 : Comment allumer une ampoule à l'aide d'une pile ?

Les trois scientifiques se présentent à la classe en blouse blanche.

« Qu’avez-vous appris sur l’électricité ? »
« - On a travaillé sur les dangers de l’électricité ! »

« Quels sont les dangers de l’électricité ? »
« - Si on mélange de l’eau et de l’électricité, on peut s’électrocuter ! »
« - Si on met trop de prise dans une rallonge, ça peut provoquer un court-circuit parce que ça chauffe ! »
« - Si on met les doigts dans une prise, on peut s’électrocuter ! »

L’enseignante présente un jeu électrique qui sert de modèle pour la réalisation finale.
« On a fait des hypothèses sur « Comment ça fonctionnait ? ».
On a vu qu’il y avait une lampe ! Sans lampe, il n’y aura pas de lumière et on ne saura pas si on a ou pas la bonne réponse !
Mais comment va-t’on faire pour allumer l’ampoule ? »

Le problème à résoudre : Comment allumer l'ampoule avec une pile ?

« Quelle est la première étape que réalise un scientifique ? »
« - Il fait des hypothèses ! »

« Oui, comment on peut faire pour faire allumer l’ampoule ? »
« - Avec de l’électricité ! »

« Je la trouve où l’électricité ? »
« - Dans une pile ! »

Les scientifiques distribuent la fiche démarche qui servira de trace écrite. Cette fiche est individuelle.

« Vous allez dessiner votre hypothèse sur la fiche démarche ! »

Une fois les hypothèses dessinées sur la fiche, l’enseignante demande :
« Comment on peut faire pour vérifier notre hypothèse ? »
« - On pourrait utiliser une pile ! »
« - On peut faire un test ! »

« Comment s’appelle cette étape pour les scientifiques ? »
« - Une expérience ! »

« De quoi avez-vous besoin pour faire l’expérience ? »
« - D’une pile et d’une ampoule ! »

« Ça tombe bien ! On a des piles et des lampes ! 
Une partie de la lampe, l’ampoule est en verre. Pour manipuler cette lampe, il faut faire bien attention, l’ampoule est fragile ! Elle peut se casser ! Il faut en prendre soin ! »

« Vous allez tester votre solution et celle de votre camarade ! 
Si votre hypothèse fonctionne, vous dessiner exactement comment vous avez fait !
Si la lampe ne s’allume pas vous essayer de trouver une solution et vous dessinerez exactement comment vous avez fait pour l’allumer. »

Les scientifiques distribuent le matériel puis circulent dans les groupes de deux élèves.
Les élèves vérifient leurs hypothèses et valident en fonction de l’éclairage de la lampe.
Les scientifiques les aident à trouver une solution pour fermer le circuit sans jamais donner la réponse.

Une fois que l’ensemble des groupes a réussi à éclairer la lampe, l’enseignante fait le point sur les différentes hypothèses avec les élèves. Un scientifique schématise le montage au tableau.

Les élèves complètent leur schéma en ajoutant la légende.
« Qu’est-ce qu’il y a sur le schéma que vous n’avez pas sur votre dessin ? »
« - Des flèches ! »
« - Des mots ! »

« Quels mots ? »
« - La lampe ! »
« - Le plot ! »
« - Le culot ! »
« - La pile ! »

« L’ampoule, le culot et le plot, ça fait partie de quoi ? »
« - De la lampe ! »

« Et les bornes ? »
« - Ça fait partie de la pile ! »

« Tous ces mots servent à quoi ? »
« - à reconnaître les éléments de la pile ou de la lampe ! »

« Comment s’appelle l’ensemble des mots qui complètent le schéma ? »
« - La légende ! »

« On va écrire comment on a fait pour allumer une lampe avec une pile ! »
« - Une des bornes de la pile touche le plot de la lampe et l’autre borne touche le culot ! »
« Oui ! C’est ça ! »

L’enseignante propose un autre problème.
« On sait que pour allumer une lampe, il faut une pile ! 
On sait maintenant comment brancher la lampe et la pile pour allumer la lampe.
Mais dans notre jeu, je ne suis pas sûr que la pile et la lampe soient à côté !
Comment faire pour allumer la lampe éloignée de la pile ? »

« Comme à l’expérience précédente, vous allez dessiner votre hypothèse ! 
Souvenez-vous comment est faite la pile et comment est faite la lampe. »

Les élèves après avoir dessiné leurs hypothèses, les testent. Les scientifiques leur distribuent le matériel nécessaire en fonction des besoins pour leur montage. Les enseignantes et les scientifiques aident les élèves à énoncer les étapes de branchement en utilisant le vocabulaire précis.

Après que l’ensemble des groupes ait réussi à allumer la lampe à distance, un scientifique dessine le schéma de montage avec sa légende au tableau.
Il fait le parallèle avec le schéma conventionnel.
Il montre le chemin de l’électricité dans le circuit afin que les élèves comprennent le terme de circuit fermé.
« L’électricité circule de la borne – vers la borne + quand le circuit est fermé ! Lorsque le circuit est ouvert, l’électricité ne circule plus, la lampe ne s’allume pas !»

« Pour notre jeu, on a un problème … On ne sait pas comment faire circuler l’électricité !
En plus il va falloir choisir un thème et faire des questions ! »