modele

La Lune

Sciences, Astronomie, CM2

Séance n° 1: Recueil des représentations sur l’observable
Recueil des représentations sur les phénomènes observables concernant la Lune.

Objectif(s) spécifique(s):
Description du phénomène (les phases de la Lune) et de ses régularités

Maîtrise de la langue:
    ▪     formuler des questions pertinentes
    ▪     participer activement à un débat argumenté (raisonnement rigoureux, examen critique des faits constatés, précision des formulations, donner son point de vue et l'argumenter)

Matériel:
    ▪     affiche + marqueurs de couleur
    ▪     1 feuille blanche par élève

Durée : 45min

Déroulement:
1. Evaluation diagnostique (20min)
▪Distribuer un questionnaire:
        ▪     dessine la Lune comme on peut la voir de la Terre = les aspects visibles de la Lune pour un observateur terrestre (+ leur nom)
        ▪     quand voyons-nous la Lune ? à quelle(s) heure(s) peut-on la voir ?
        ▪     où se trouve la Lune dans le ciel ?
        ▪     ce que je crois savoir d'autre sur la Lune : …………………..
        ▪     les questions que je me pose : ……………………………..

2. Formulation du questionnement par les élèves (25min)
    ▪     Ramasser toutes les feuilles blanches
    ▪     Sélectionner celles que l'on affiche au tableau (différentes, opposées, contradictoires pour aider à l'émergence des questions)
    ▪     Comparer : confrontation, critiques, formulation de problèmes dans les directions suivantes :
aspects possibles, formes, noms, heures de visibilité, positions dans le ciel...influences de la Lune...

Mise en évidence des points où l'on est d'accord/ et des divergences.

Le maître note en noir les questions sur une affiche (afin d'en garder une trace ; nous y reviendrons tout au long de la séquence)

On peut s'attendre à des désaccords sur :
- les aspects possibles : quel codage (jaune pour ce que je vois ? Noir = ce que je ne vois pas ?)
- la Lune change de forme; de taille (elle diminue et grossit); le 1er croissant qu'on aperçoit après la Nouvelle Lune est-il orienté vers la droite ou vers la gauche ? Le croissant ou le quartier peut être tourné vers la gauche ou vers la droite.
- les formes : est-ce que la Lune est toujours ronde ?reste-t-elle une sphère ou bien se modifie-t-elle en portions : croissants ?
- est-ce qu'il existe un ordre des phases? Notion de cycle? Quelle est la durée de ce cycle ? (28, 29, 30...jours)
- combien y-a-t il d'aspects de la Lune ? Combien de fois change-t-elle de forme ? 8 ? une multitude ?
- leurs noms, quels termes employer ? Comment nomme-t-on les différentes phases de la lune ? pleine lune/ ¾ lune/ croissant/ éclipse...lune rousse
- les périodes de visibilité : la Lune n'est-elle visible que la nuit? Toutes les nuits ? On ne la voit pas toujours au même moment de la journée. Il y a des moments où on ne la voit pas du tout (quand il n’y a pas de nuage)
- les positions dans le ciel : d'est en ouest ou d'ouest en est ? On ne la voit pas toujours au même endroit dans le ciel.
- est-ce qu'on voit toujours la même face de la Lune ? Existe-il une face que l'on ne voit jamais ? Il y a des tâches : est-ce qu'on voit toujours les mêmes ? (face cachée ?)
- est-ce que la Lune tourne sur elle-même ?
- phénomènes associés à la Lune ou non ?
Les marées, un nombre plus important d'accouchement, jardinage, coiffeurs/cheveux...

Séance n° 2: Elaboration des hypothèses
Elaboration des hypothèses sur le phénomène observable des lunaisons et début d'investigation documentaire.

Objectif(s) spécifique(s) :
Description du phénomène (les phases de la Lune) et de ses régularités

Maîtrise de la langue:
    ▪     formuler des questions pertinentes
    ▪     participer activement à un débat argumenté (raisonnement rigoureux, examen critique des faits constatés, précision des formulations, donner son point de vue et l'argumenter)

Matériel:
    ▪     affiche "hypothèses”
    ▪     relevés des phases de la Lune
▪ cahier de sciences

Durée: 40min

Déroulement:
1. Remise en situation (2min)
- Afficher l’affiche des hypothèses pour se les remémorer.

2. Conception de l'investigation à réaliser pour les valider ou invalider (3min)
- Comment pourrait-on faire pour répondre à nos questions, savoir ce qui est vrai/faux?
    – observation de la Lune (aspects, horaires, position dans le ciel)
    – recherche documentaire (livres ; informatique)
    – réalisation de maquettes/ modélisation dynamique
    – visite du planétarium

3. Investigation conduite par les élèves (10min)
- Si nous décidons d’observer la lune de façon continue que faudrait-il relever dans la grille d'observation?
    ▪     dessiner ce que l'on voit : forme de la Lune
    ▪     préciser les conditions météorologiques (ciel couvert)
    ▪     l'heure de l'observation
    ▪     sa position dans le ciel

4. Acquisition et structuration des connaissances (début) (10min)
- Distribuer le relevé d'observation réalisé par d’autres élèves et l’analyser:
    ▪     repérer les différents aspects de la Lune (ses phases) et les décrire.
    ▪     est-ce que la Lune est visible uniquement la nuit ? (visibilité diurne possible)
    ▪     sa position dans le ciel varie-t-elle ? (position est/ouest ; déplacement de gauche à droite)
    ▪     est-ce qu'il existe un ordre constant des phases de la Lune ?
    ▪     Mettre en évidence la notion de cycle et évaluer la durée approximative d'un cycle lunaire.

5. Synthèse intermédiaire : (10min)
- Qu'est-ce que j'ai appris ?
exemple: Le cycle de la Lune dure environ 30 jours/4 semaines ; les phases évoluent dans le même ordre ; la Lune peut être visible le jour ou la nuit, vers l'est ou l'ouest.

6. Ouverture pour la prochaine séance (5min)
- Lors de la prochaine séance il faudra préciser certains points en ayant recours à des documents :
    ▪     noms des phases de la Lune
    ▪     durée précise d'un cycle lunaire
- On ne s'est basé que sur l'unique expérience d'une classe...on ne peut pas être sûr à 100% ...valider cette découverte par un autre document.

Séance n° 3: Travail documentaire
Travail documentaire pour répondre à nos questions (description des phases régulières de la Lune)

Objectif(s) spécifique(s) :
Description du phénomène (les phases de la Lune) et de ses régularités

Maîtrise de la langue:
prise de notes des découvertes faites oralement en groupe classe

Matériel:
▪     un schéma des phases de la Lune par élève
▪ un calendrier des phases de la lune par élève
    ▪ un calendrier des levers et couchers de la lune par élève
▪ un texte à trous par élève

Durée: 45min

Déroulement:
1. Rappel (5min)
2. Poursuite des recherches grâce à des documents (40min)
- Titre de la leçon : La Lune.
- Distribuer le schéma des phases de la lune ; le coller dans le cahier de sciences. Découverte et explication du nom des phases ; du code de couleur ; des différents aspects de la Lune. Abréviations: NL, PL, DQ, PQ.
- Distribution du calendrier des phases du mois de septembre:
> Poser quelques questions pour que les élèves s'approprient le document : en septembre, à quelle date la Lune sera-t-elle pleine ? Nouvelle Lune ? Lune gibbeuse croissante ? Décroissante ?
>Que remarques-tu par rapport à la Lune sur le calendrier ? (Mise en évidence de la durée du cycle : entre deux phases, combien de jours s'écoulent? Entre deux phases identiques?
>Vérifier que l'allure du cycle est bien la même que celle des autres documents.
> Nommer la phase de la Lune d'aujourd'hui/ de la semaine dernière ; prochaine / de son anniversaire.
- Distribution du calendrier des levers et couchers du soleil et de la Lune à Paris en 2006:
- Temps d’appropriation de ce document par 2: recherche de son utilité. Comment se lit-il ?
- En groupe classe, répondre aux questions :
> à quelles heures la Lune peut-elle se lever ?
Le calendrier nous permet de voir que la Lune peut se lever à toutes les heures du jour et de la nuit !
> pourquoi existe-t-il des tirets ? On ne dit pas toujours l'heure du lever et du coucher ?
    >combien de temps reste-elle levée = visible ? En moyenne :
    >durée d'un cycle lunaire ? 29,5 jours (29 jours, 12 heures 44minutes en moyenne)
    > Relation entre les deux documents:
On peut tout le temps voir la Lune...mais sa forme n'est pas toujours la même ! Chaque phase de la Lune a une heure de visibilité.

- Travail à faire dans le cahier:
> Au mois de septembre:
- la nouvelle Lune est le ... ; ce jour là, la Lune se lève à ...heure.
- le premier quartier est le ....; ce jour là, la Lune se lève à ...heure.
- la pleine Lune est le ... ; ce jour là, à quelle heure se lève la Lune ?
- le dernier quartier est le ... ; ce jour là, à quelle heure se lève la Lune ?

► La Lune se lève-t-elle vers l'Est ou vers l'Ouest ?
    ▪     A son lever, la Lune est visible vers l'EST.
    ▪     A son coucher, la Lune est visible vers l'OUEST.
    ▪     Entre les deux, elle culmine en direction du Sud.
[explication donnée aux élèves ; elle sera expliquée ultérieurement grâce à la maquette]

2. Bilan : rédaction d'un résumé commun (15min)
Elaboration de la trace écrite, à mémoriser, à l’aide du document à trous à compléter en mode individuel ; correction orale en classe entière, avec la technique du furet.

Séance n° 4: Recueil des représentations
Recueil des représentations des élèves sur l'explication du phénomène + formulation des hypothèses explicatives.

Objectif(s) spécifique(s) :
Recherche d'explications du phénomène des lunaisons

Maîtrise de la langue:
    ▪     schéma légendé, explicatif du phénomène
    ▪     argumentation orale ; écoute ; respect des prises de parole

Matériel:
affiches + marqueurs, cahier de sciences

Durée: 50min

Déroulement:
1. Choix d'une situation de départ (20min)
- Conception des élèves sur l'explication qu'ils donnent à l'existence des différentes phases de la Lune: (texte+schéma)
> Explique pourquoi la Lune change de forme lorsqu’on l’observe durant une certaine période (un mois) ?
- Mise en commun: les enfants cherchent à expliquer le phénomène par groupe de 4 élèves : discussion, argumentation à partir de leurs productions d’écrits.

2. Formulation du questionnement des élèves (10min)
- Afficher au tableau le dessin retenu dans chaque groupe.
- Mise en commun orale.

>Résultats auxquels on peut s'attendre :
- La Lune est toujours vers le nord et ne bouge pas. La Terre tourne sur elle-même et tourne autour du Soleil.
- La Lune tourne autour de la Terre.
- On ne voit pas toujours la Lune de la même manière, parce que la Terre tourne et on ne la voit pas toujours du même endroit.
- C’est la partie de la Lune que le Soleil cache. Non, parce qu’il n’y aurait pas de nuit. Les autres pays ne pourraient pas être éclairés.
- C’est la Terre qui cache la moitié de la Lune.
- C’est le Soleil qui éclaire la Lune.
- L’ombre de la Terre cache la Lune. Comme la Terre tourne, l’ombre n’est pas toujours la même.
- Le Soleil éclaire la Lune. Il peut n’éclairer qu’une partie de la Lune.
- Comment fait-il pour diminuer ou grossir l’éclairage?
- C’est le blanc de la Lune et le noir du ciel qui se mélangent pour faire du gris.
- Il n’y aurait pas de pleine Lune.
- C’est peut être comme un aimant. Elle attire des choses et grossit, puis elle les perd...
- Quand les cosmonautes sont allés sur la Lune, elle était entière.

3. Elaboration des hypothèses et conception de l'investigation à réaliser pour les (in)valider (15min)
- Formulation de problèmes par l’enseignant:
    – quels astres participent à ce phénomène ? Leurs caractéristiques (forme, taille) ? Leur mouvement ? Leurs positions respectives, l'évolution au cours du temps, les sources d'éclairage?
– Elaborer avec la classe une liste des hypothèses envisageables, à vérifier.
- L’enseignant note au tableau les hypothèses envisageables :
    1     Les phases sont liées à l’ombre que la Terre porte sur la Lune
    2     Le Soleil éclaire la Lune, mais la Terre empêche partiellement la lumière de passer; il n'en éclaire donc qu'une partie
    3     Une planète passe entre la Terre et la Lune et la masque ou projette son ombre ;
    4     La lune se déplace autour de la Terre et le Soleil ne l’éclaire pas toujours de façon identique;
    5     La Lune est lumineuse par elle-même et cette luminosité évolue selon un cycle.
Le Soleil s’éloigne et la Lune devient plus petite
    6     La partie visible de la Lune varie suivant le temps qu’il fait et les nuages dans le ciel
    7     La Lune perd des morceaux, puis se reconstitue ;
    8     Il se produit un phénomène d’éclipse ;
    9     La forme de la Lune change suivant les saisons : elle a une forme réelle variable.
    10 La Lune s'éloigne ou se rapproche du Soleil et la chaleur modifie la forme de la Lune ;
    11 Il y a plusieurs lunes.
    12 Aucune explication n’est donnée.

- Distribution & collage dans le cahier des hypothèses.

4. Conception de l'investigation à réaliser (5min)
- Comment pourrait-on vérifier nos hypothèses ? Qu’est-ce que nous pourrions mettre en œuvre pour trouver des réponses à nos questions ?
    - phase de simulation / utilisation - réalisation d’une maquette / analyse critique.
              - recherche documentaire : livres + TICE.

Séance n° 5: De la formulation des hypothèses à l'investigation
De la formulation des hypothèses à l'investigation conduite par les élèves (modélisation du système Terre-Lune-Soleil à l'aide de matériel).

Objectif(s) spécifique(s) :
Recherche d'explications du phénomène des lunaisons.

Maîtrise de la langue:
argumentation orale ; écoute ; respect des prises de parole

Matériel:
    ▪     Sphères en polystyrène avec des axes en bois ;
    ▪     Lampes de poche + spot puissant ;
    ▪     Punaises pour figurer un point à la surface du globe

Durée: 50min

Déroulement:
1. Investigation conduite par les élèves ; interprétation (25min)
- Consigne: par groupe de 4 élèves, réalisez le schéma d’une maquette pour retrouver les observations des phases de la Lune.
- Présenter le matériel que l’on utilisera: globe, balle, lampe de poche.
- Mise en commun

2. Explication par le maître (5min)
- Le maître propose l’explication du système Lune – Terre – Soleil, à l’aide de la maquette.
Expliquer les phases de la Lune (La Lune est moitié éclairée par le soleil et moitié ombre propre. Selon sa position par rapport à la Terre la partie éclairée sera totalement visible (PL) ou pas du tout (NL) ou juste un petit peu (quartier, croissant)…Relier la période de lunaison à la révolution de la Lune autour de la Terre.

Validation des connaissances explicatives correctes [La Lune tourne autour de la Terre en 1 mois environ ; elle est éclairée par le Soleil ; elle est de forme sphérique ; c’est notre point de vue changeant depuis la Terre qui est à l’origine des différents aspects visibles de la Lune]

- Aborder le thème des éclipses.

3. Jeu de rôle (10min)
- Demander à un enfant de jouer la Lune ; la Terre est jouée par le maître ; désigner la source lumineuse (fenêtre):
« Tu fais la Lune ; je fais la Terre ». Si la Lune ne tourne pas sur elle-même, on voit toutes ses faces (visage, dos et côtés du corps de l’élève). Hors, depuis Galilée (début 17ième), on observe toujours les mêmes taches, cratères sur la Lune… (On doit toujours voir le visage de l’élève)

Les élèves visualisent bien que la même face de la Lune est toujours éclairée par le Soleil (1/2 sphère). Si nous voyons toujours la même face de la Lune, c’est qu’elle tourne sur elle-même en 1 mois environ (27,33 jours). Elle tourne dans le sens contraire des aiguilles d’une montre (comme la Terre).

4. Trace écrite (10min)
Résumé: Explication des phases de la Lune:
    ▪     La Lune est une sphère
    ▪     La Lune est éclairée par le Soleil (une étoile)
    ▪     La Lune tourne autour de la Terre en 29,5 jours (sur un plan incliné par rapport au plan de l’écliptique)
    ▪     C’est parce que nous regardons la Lune depuis la Terre que nous voyons des phases successives.

1. la Lune est une boule = sphère.
2. La Lune n’émet pas elle-même de la lumière : elle brille car elle est éclairée par le soleil. Quand le soleil l’éclaire, elle possède une moitié sombre (ombre propre) et une moitié lumineuse qui renvoie vers la Terre la lumière émise par le soleil.
3. La lune tourne autour de la Terre dans un plan légèrement incliné par rapport au plan où se déplace la Terre (la distance moyenne Terre-Lune est de 380 000 km).
Quand on observe la Lune depuis la Terre, ses apparences changent tout au long du mouvement de la Lune autour de la terre, car notre point de vue change. La partie éclairée se présente sous différentes formes en fonction de la perspective sous laquelle elle est observée depuis la Terre. Cette perspective change avec le déplacement de la Lune autour de la Terre.
4. Dans des conditions exceptionnelles, la Terre, la Lune et le Soleil sont alignés : il se produit alors une éclipse.
5. Cycle lunaire et mesure sociale du temps/ le mois, la semaine : unités utilisées dans le calendrier pour mesurer le temps ont pour origine l’observation des phases de la Lune.