Maquette astronomie

[atéloum]

Bonjour à tou(te)s,

Je suis en train de construire une séquence dans le cadre du CRPE 2017 sur le thème des saisons. Dans une démarche d'investigation, j'aimerais pouvoir travailler sur des maquettes en petits groupes, lesquelles seront aussi mobilisables pour travailler sur l'alternance jour/nuit, la révolution de la Terre autour du Soleil etc...

Avez-vous à disposition un tel matériel dans votre classe? Est-ce généralisé?

Sinon, quel type de matériel utilisez-vous pour la maquette? (polystyrène j'imagine, mais existe-t-il autre chose d’intéressant?)
Mon problème c'est de pouvoir réaliser une révolution d'un an autour du Soleil tout en conservant un axe de 23° fixe:                /    O    /            et non             \    O    /                  mais si je solidarise cet axe à un support relié au Soleil (à la manière d'une aiguille de montre) alors mes axes deviennent faux... Et pour comprendre les saisons...

Faites vous réaliser cette révolution par un élève du groupe ou avez-vous réussi à construire simplement une maquette qui tient la route? En construire une seule sophistiquée pour la classe, c'est totalement envisageable, mais comment faire pour en proposer 7 ou 8 petites à la classe?

Si jamais vous avez quelque chose à me conseiller pour ce genre d'activité, je vous en remercierai !

[Argon]

Pas besoin de matériel sophistiqué. Des boules de polystyrène, en effet, et tu fais tourner les gamins (sur eux-mêmes, en ronde, etc.), ou circuler les boules, selon le cas et le point de vue).

Ce qui est utile, en revanche, c'est une source de lumière raisonnablement directionnelle. Un vieux projecteur de diapos, pas exemple, ou un vidéoprojecteur...

 

[atéloum]

Merci pour ta réponse.

J'aime bien les belles maquettes pédagogiques (style "c'est pas sorcier") car elles parlent d'elles-mêmes, mais je vais réfléchir aux avantages qu'il y a à laisser les élèves construire eux-mêmes ce modèle, à répondre aux caractéristiques trouvées dans leurs recherches documentaires (axe de 23°, rotations diverses...), à anticiper leurs difficultés.

[Argon]

il y a 1 minute, atéloum a dit :

J'aime bien les belles maquettes pédagogiques (style "c'est pas sorcier") car elles parlent d'elle-mêmes

Oui et non. Elles tendent aussi à imposer un modèle unique, sauf si tu as les moyens d'en avoir plusieurs, complémentaires.

La plupart du temps, une maquette du système solaire sera montée dans un modèle héliocentrique pas vraiment adapté à l"analyse des phases de la lune, par exemple, et largement contraire à l'expérience des petits (on voit bien que le soleil avance dans le ciel, que notre ombre tourne si on la trace à différents moments de la journée, etc.)

[atéloum]

Je pars du principe qu'en CM2, nous sommes passés d'un modèle géocentrique précédemment déconstruit (en cycle 2) à un modèle héliocentrique avéré, en me reposant sur leurs acquis pour attaquer l'explication des saisons (une des dernières leçons d'astronomie).

Ma difficulté c'est de faire percevoir clairement l'impact de cette inclinaison terrestre à l'exposition des rayons solaires grâce à des maquettes qui symbolisent bien la verticalité de la lumière sur la sphère en polystyrène.

O  ------  /                       

[Argon]

il y a 23 minutes, atéloum a dit :

Je pars du principe qu'en CM2, nous sommes passés d'un modèle géocentrique précédemment déconstruit (en cycle 2) à un modèle héliocentrique avéré      

"Avéré" ? 

Uh...  C'est la vision copernicienne du système solaire, qui vaut sans doute mieux que la vision ptoléméenne, mais qui a quand même quatre siècles de retard : depuis Galilée (et Einstein, qui en a remis une couche), on considère que tous les points de vue sont également légitimes.   (sauf à considérer que le point de vue de l'observateur, généralement situé sur Terre, l'est encore un peu plus que les autres, de pure fiction théorique...)

 

il y a 23 minutes, atéloum a dit :

Ma difficulté c'est de faire percevoir clairement l'impact de cette inclinaison terrestre à l'exposition des rayons solaires grâce à des maquettes qui symbolisent bien la verticalité de la lumière sur la sphère en polystyrène.  

 Pas très simple à visualiser, même sur une maquette. C'est de la géométrie dans l'espace, qui nécessite une intuition que tous les gamins n'ont pas encore construite (et que la plupart ne construiront jamais…). Une meilleure solution, à mon sens, est de passer par une démarche d'investigation intermédiaire, en constatant par exemple que deux objets identiques placés au soleil ne chauffent pas de la même façon selon leur orientation (typiquement une plaque de chocolat, mais ça fond mieux en été ! ;-)

 

 

 

[atéloum]

il y a 4 minutes, Argon a dit :

on considère que tous les points de vue sont également légitimes

Sans être un spécialiste de l'astronomie (mais un simple passionné), il me semble que le modèle héliocentrique est aujourd'hui indiscutable ?! Il faut bien pouvoir proposer un modèle simple et intangible de notre système solaire, qui n'est plus à remettre en question aujourd'hui, si? Aucun manuel scolaire ne stipulerait différents modèles théoriques (pas si théorique que ça au XXIe). Je ne comprends pas bien ce que tu veux dire...

 

il y a 20 minutes, Argon a dit :

deux objets identiques placés au soleil ne chauffent pas de la même façon selon leur orientation

Merci pour cette idée, vraiment intéressante!

[Argon]

Il y a 2 heures, atéloum a dit :

Sans être un spécialiste de l'astronomie (mais un simple passionné), il me semble que le modèle héliocentrique est aujourd'hui indiscutable ?!

Non. Ou plutôt si : il est tant et si bien passé dans la culture commune qu'on ne le discute plus. La culture commune est donc enfin copernicienne (ca. 1510). Plus que cinq siècles de science à rattraper !

Ce qui est essentiellement indiscuté aujourd'hui chez les scientifiques, c'est le principe de relativité, selon lequel la physique est la même dans tous les référentiels, et qu'il n'en existe donc aucun de privilégié. Le modèle héliocentrique est donc parfaitement recevable (pour autant qu'on puisse s'imaginer sur le soleil...) ; mais le modèle géocentrique l'est tout autant.

Concrètement, ça signifie qu'on choisit le plus pratique en fonction du problème posé : pour décrire les mouvements relatifs de la Terre et de Mars, le modèle héliocentrique est de loin le plus confortable ; mais pour décrire ceux de la Terre et de la Lune, ou l'apparence du ciel vu depuis la cour de l'école, ou la chute d'une pomme, le référentiel géocentrique est bien plus recommandable ; et s'il s'agit de considérer le mouvement relatif d'amas galactiques, on changera encore d'échelle...

 

Il y a 2 heures, atéloum a dit :

Il faut bien pouvoir proposer un modèle simple et intangible de notre système solaire

Non, pourquoi ?  D'une part, c'est instiller gratuitement des conceptions initiales erronées qui, même si on n'étudie pas la relativité en tant que telle à l'école, en compliqueront inutilement l'apprentissage plus tard. D'autre part, c'est suggérer que la science, c'est une somme de connaissances "intangibles", ce qui est à la limite du contresens : la science, c'est la remise en cause des préjugés, le refus de l'argument d'autorité. Comment savoir ? On essaie !

Il y a 2 heures, atéloum a dit :

Aucun manuel scolaire ne stipulerait différents modèles théoriques (pas si théorique que ça au XXIe).

C'est un domaine où pas mal de manuels jouent la pseudo-simplicité abusive, en effet.  Cela dit, ça commence à se trouver. la dernière édition du Rolando, par exemple, chez Magnard, mentionne la pertinence des deux modèles, hélio- et géo-centrique.

 

[atéloum]

Je comprends mieux ce que tu essayes de me dire, merci.

Disons que tel ou tel modèle nous sera favorable selon ce que l'on veut montrer : Pour comprendre les différentes phases de la Lune, le géocentrisme sera le plus évident ; Pour comprendre les saisons, l'héliocentrisme sera nécessaire. Si je comprends bien, ces modèles ne doivent pas s'opposer mais ils doivent être complémentaires selon nos observations, car tous les 2 justes selon le point de vue dans lequel nous nous plaçons. Merci d'avoir soulevé cette nuance de taille.

il y a 28 minutes, Argon a dit :

la science, c'est la remise en cause des préjugés, le refus de l'argument d'autorité

Je suis bien d'accord, même si j'attends de pied ferme celui qui arrivera à nous démontrer que l'héliocentrisme de notre système solaire est totalement remis en cause...

il y a 35 minutes, Argon a dit :

pas mal de manuels jouent la pseudo-simplicité abusive

Peut on proposer à des enfants de 11 ans des modèles complexes utilisés par les astronomes comme première approche de l'astronomie? 

 

Quand je vois à "qui veut gagner des millions" les réponses données à la question " qu'est-ce qui gravite autour de la Terre?", je me dis qu'on va essayer de faire simple pour éviter de passer pour imbécile devant tout le monde en grandissant... Libre à chacun de creuser la question par la suite. 

 

[Argon]

il y a 38 minutes, atéloum a dit :

Disons que tel ou tel modèle nous sera favorable selon ce que l'on veut montrer : Pour comprendre les différentes phases de la Lune, le géocentrisme sera le plus évident ; Pour comprendre les saisons, l'héliocentrisme sera nécessaire. Si je comprends bien, ces modèles ne doivent pas s'opposer mais ils doivent être complémentaires selon nos observations, car tous les 2 justes selon le point de vue dans lequel nous nous plaçons.

  Yep. A ceci près qu'ils sont tout aussi "justes" les uns que les autres. Simplement, les uns sont mieux adaptés à certains types de problèmes, inextricables dans les autres, et inversement.  Mais si on connait les maths qui vont bien pour les changements de référentiel, ils sont formellement équivalents.

il y a 38 minutes, atéloum a dit :

j'attends de pied ferme celui qui arrivera à nous démontrer que l'héliocentrisme de notre système solaire est totalement remis en cause...
 

  La seule chose remise en cause, c'est que ce soit le seul "vrai" modèle... En sciences, les intégristes ont toujours tort :-)

 

il y a 38 minutes, atéloum a dit :

Peut on proposer à des enfants de 11 ans des modèles complexes utilisés par les astronomes comme première approche de l'astronomie?

Evidemment pas. Mais ce n'est pas une raison pour introduire des conceptions initiales fautives.

Par exemple, il n'est pas question d'introduire le principe de relativité à l'école primaire. Mais il n'est pas bien compliqué, lorsqu'on formule une proposition astronomique, de préciser : « Du point de vue du Soleil, la Terre décrit une trajectoire (quasi-)circulaire en un an. » « Vu depuis la cour de récréation, le soleil se déplace dans le ciel de l'est vers l'ouest. » etc. ad lib.

Seuls quelques-uns dresseront peut-être l'oreille et s'interrogeront sur ces précautions oratoires. Mais tous les auront entendues maintes fois, et seront mieux préparés à un discours plus serré, le moment venu.

 

(sinon, "Qu'est-ce qui gravite autour de la Terre" — tu noteras que, si l'on en croit la troisième loi de Newton, le Soleil comme la Lune subissent de la Terre une force d'attraction gravitationnelle égale et opposée à celle qu'ils lui font subir... Si ça suffit à justifier que "la Terre gravite autour du Soleil" dans le référentiel héliocentrique, ça suffit aussi bien à justifier l'inverse dans le référentiel géocentrique...  Mars et Vénus, c'est plus compliqué.)

 

[atéloum]

il y a 4 minutes, Argon a dit :

« Du point de vue du Soleil, la Terre décrit une trajectoire (quasi-)circulaire en un an. » « Vu depuis la cour de récréation, le soleil se déplace dans le ciel de l'est vers l'ouest. »

Super, merci pour tes précisions! Nuances très pertinentes.

Lorsque tu modélises le système solaire avec tes élèves, de simples boules en polystyrène + pics à brochettes + ampoules te suffisent ?

Je compte bien utiliser ces maquettes en toute dernière séance, après des recherches documentaires (livres + vidéos), voire une expérience avec le chocolat (à réfléchir), pour enfin terminer sur une représentation spatiale par modélisation afin de bien cerner toutes les caractéristiques trouvées précédemment. Les saisons sur l'équateur et l'hémisphère sud seront aussi étudiées et comparées. Je crains que ces maquettes soient mal exploitées (tourner autour de l'ampoule, conserver un axe fixe, voir les effets de lumière sur la boule...) et donc, peu pertinentes...

[atéloum]

il y a 54 minutes, Argon a dit :

Si ça suffit à justifier que "la Terre gravite autour du Soleil" dans le référentiel héliocentrique, ça suffit aussi bien à justifier l'inverse dans le référentiel géocentrique... 

Tu as gagné... Je m'incline...