Programme Cycle 3 – Exploitation pédagogique

Préambule

Le groupe « Fiches Connaissances » de l’Académie de Bordeaux a travaillé depuis la sortie du dernier Texte Officiel sur des fiches de structurations des connaissances et des exemples d’exploitations pédagogiques. Ce travail de projection a été réalisé sans l’expérimenter effectivement. Les fiches, que vous découvrirez en suivant les liens sur les connaissances du programme ci-dessous, seront donc améliorées avec l’expérimentation pendant l’année scolaire 2016-2017.



Thème 1 – Matière, mouvement, énergie, information

Compétences à dominantes Sciences Physiques et Technologie

Attendus de fin de cycle

  • Décrire les états et la constitution de la matière à l’échelle macroscopique.
  • Observer et décrire différents types de mouvements.
  • Identifier différentes sources d’énergie.
  • Identifier un signal et une information.
Connaissances et compétences associées Exemples de situations, d’activités et de ressources pour l’élève
Décrire les états et la constitution de la matière à l’échelle macroscopique

Mettre en oeuvre des observations et des expériences pour caractériser un échantillon de matière.
» Diversité de la matière : métaux, minéraux, verres, plastiques, matière organique sous différentes formes…
» L’état physique d’un échantillon de matière dépend de conditions externes, notamment de sa température.
» Quelques propriétés de la matière solide ou liquide (par exemple : densité, solubilité, élasticité…).
» La matière à grande échelle : Terre, planètes, Univers.
» La masse est une grandeur physique qui caractérise un échantillon de matière.

Identifier à partir de ressources documentaires les différents constituants d’un mélange.

Mettre en oeuvre un protocole de séparation de constituants d’un mélange.
» Réaliser des mélanges peut provoquer des transformations de la matière (dissolution, réaction).
» La matière qui nous entoure (à l’état solide, liquide ou gazeux), résultat d’un mélange de différents constituants.

Observer la diversité de la matière, à différentes échelles, dans la nature et dans la vie courante (matière inerte –naturelle ou fabriquée-, matière vivante).
La distinction entre différents matériaux peut se faire à partir de leurs propriétés physiques (par exemple : densité, conductivité thermique ou électrique, magnétisme, solubilité dans l’eau, miscibilité avec l’eau…) ou de leurs caractéristiques (matériaux bruts, conditions de mise en forme, procédés…).
L’utilisation de la loupe et du microscope permet : l’observation de structures géométriques de cristaux naturels et de cellules.
Des activités de séparation de constituants peuvent être conduites : décantation, filtration, évaporation.
Observation qualitative d’effets à distances (aimants, électricité statique).
Richesse et diversité des usages possibles de la matière: se déplacer, se nourrir, construire, se vêtir, faire une oeuvre d’art.
Le domaine du tri et du recyclage des matériaux est un support d’activité à privilégier.
Les mélanges gazeux pourront être abordés à partir du cas de l’air.
L’eau et les solutions aqueuses courantes (eau minérale, eau du robinet, boissons, mélanges issus de dissolution d’espèces solides ou gazeuses dans l’eau…) représentent un champ d’expérimentation très riche. Détachants, dissolvants, produits domestiques permettent d’aborder d’autres mélanges et d’introduire la notion de mélange de constituants pouvant
conduire à une réaction (transformation chimique).
Informer l’élève du danger de mélanger des produits domestiques sans s’informer.
Observer et décrire différents types de mouvements
Décrire un mouvement et identifier les différences entre mouvements circulaire ou rectiligne.
» Mouvement d’un objet (trajectoire et vitesse : unités et ordres de grandeur).
» Exemples de mouvements simples : rectiligne, circulaire.Élaborer et mettre en oeuvre un protocole pour appréhender la notion de mouvement et de mesure de la valeur de la vitesse d’un objet.
» Mouvements dont la valeur de la vitesse (module) est constante ou variable (accélération, décélération) dans un mouvement rectiligne.
L’élève part d’une situation où il est acteur qui observe (en courant, faisant du vélo, passager d’un train ou d’un avion), à celles où il n’est qu’observateur (des observations faites dans la cour de récréation ou lors d’une expérimentation en classe, jusqu’à l’observation du ciel: mouvement des planètes et des satellites artificiels à partir de données fournies par des logiciels de simulation).
Identifier différentes sources et connaitre quelques conversions d’énergie

Identi€fier des sources d’énergie et des formes.
MMEI-3-1a » L’énergie existe sous différentes formes (énergie associée à un objet en mouvement, énergie thermique, électrique…).

MMEI-3-2 – Prendre conscience que l’être humain a besoin d’énergie pour vivre, se chauffer, se déplacer, s’éclairer…

Reconnaitre les situations où l’énergie est stockée, transformée, utilisée. La fabrication et le fonctionnement d’un objet technique nécessitent de l’énergie.
MMEI-3-3a » Exemples de sources d’énergie utilisées par les êtres humains : charbon, pétrole, bois, uranium, aliments, vent, Soleil, eau et barrage, pile…
MMEI-3-3b » Notion d’énergie renouvelable.
MMEI-3-3c » Identifier quelques éléments d’une chaine d’énergie domestique simple.
MMEI-3-3d » Quelques dispositifs visant à économiser la consommation d’énergie.

L’énergie associée à un objet en mouvement  apparait comme une forme d’énergie facile à percevoir par l’élève, et comme pouvant se convertir en énergie thermique.
Le professeur peut privilégier la mise en oeuvre de dispositifs expérimentaux analysés sous leurs aspects énergétiques : éolienne, circuit électrique simple, dispositif de freinage, moulin à eau, objet technique…
On prend appui sur des exemples simples (vélo qui freine, objets du quotidien, l’être humain en introduisant les formes d’énergie mobilisées et les différentes consommations (par exemple : énergie thermique, énergie associée au mouvement d’un objet, énergie électrique, énergie associée à une réaction chimique, énergie lumineuse…).
Exemples de consommation domestique (chauffage, lumière, ordinateur, transports).
Identifier un signal et une information
Identifier différentes formes de signaux (sonores, lumineux, radio…).
MMEI-4-1a » Nature d’un signal, nature d’une information, dans une application simple de la vie courante.
Introduire de façon simple la notion de signal et d’information en utilisant des situations de la vie courante : feux de circulation, voyant de charge d’un appareil, alarme sonore, téléphone…
Élément minimum d’information (oui/non) et représentation par 0, 1.

 



Thème 2 – Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent

Compétences à dominante S.V.T.

 



Thème 3 – Matériaux et objets techniques

Compétences à dominante Technologie

Attendus de fin de cycle

  • Identifier les principales évolutions du besoin et des objets
  • Décrire le fonctionnement d’objets techniques, leurs fonctions et leurs constitutions.
  • Identifier les principales familles de matériaux
  • Concevoir et produire tout ou partie d’un objet technique en équipe pour traduire une solution technologique répondant à un besoin.
  • Repérer et comprendre la communication et la gestion de l’information.
Connaissances et compétences associées Exemples de situations, d’activités et de ressources pour l’élève
Identifier les principales évolutions du besoin et des objets.
Repérer les évolutions d’un objet dans différents contextes (historique, économique, culturel).

MOT-1a » L’évolution technologique (innovation, invention, principe technique).
MOT-1b » L’évolution des besoins.

À partir d’un objet donné, les élèves situent ses principales évolutions dans le temps en termes de principe de fonctionnement, de forme, de matériaux, d’énergie, d’impact environnemental, de coût, d’esthétique.
Décrire le fonctionnement d’objets techniques, leurs fonctions et leurs constitutions
MOT-2a » Besoin, fonction d’usage et d’estime.
MOT-2b » Fonction technique, solutions techniques.
MOT-2c » Représentation du fonctionnement d’un objet technique.
MOT-2d » Comparaison de solutions techniques : constitutions, fonctions, organes.
Les élèves décrivent un objet dans son contexte. Ils sont amenés à identifier des fonctions assurées par un objet technique puis à décrire graphiquement à l’aide de croquis à main levée ou de schémas, le fonctionnement observé des éléments constituant une fonction technique. Les pièces, les constituants, les sous-ensembles sont inventoriés par les élèves. Les différentes parties sont isolées par observation en fonctionnement. Leur rôle respectif est mis en évidence.
Identifier les principales familles de matériaux
MOT-3a » Familles de matériaux (distinction des matériaux selon les relations entre formes, fonctions et procédés).
MOT-3b » Caractéristiques et propriétés (aptitude au façonnage, valorisation).
MOT-3c » Impact environnemental.
Du point de vue technologique, la notion de matériau est à mettre en relation avec la forme de l’objet, son usage et ses fonctions et les procédés de mise en forme. Il justifie le choix d’une famille de matériaux pour réaliser une pièce de l’objet en fonction des contraintes identifiées. À partir de la diversité des familles de matériaux, de leurs caractéristiques physico-chimiques, et de leurs impacts sur l’environnement, les élèves exercent un esprit critique dans des choix lors de l’analyse et de la production d’objets techniques.
Concevoir et produire tout ou partie d’un objet technique en équipe pour traduire une solution technologique répondant à un besoin.
MOT-4a » Notion de contrainte.
MOT-4b » Recherche d’idées (schémas, croquis…).
MOT-4c » Modélisation du réel (maquette, modèles géométrique et numérique), représentation en conception assistée par ordinateur.
MOT-4d » Processus, planning, protocoles, procédés de réalisation (outils, machines).
MOT-4e » Choix de matériaux.
MOT-4f » Maquette, prototype.
MOT-4g » Vérification et contrôles (dimensions, fonctionnement).
En groupe, les élèves sont amenés à résoudre un problème technique, imaginer et réaliser des solutions techniques en effectuant des choix de matériaux et des moyens de réalisation.Les élèves traduisent leur solution par une réalisation matérielle (maquette ou prototype).
Ils utilisent des moyens de prototypage, de réalisation, de modélisation. Cette solution peut être modélisée virtuellement à travers des applications programmables permettant de visualiser un comportement. Ils collectent l’information, la mettent en commun, réalisent une production unique.
Repérer et comprendre la communication et la gestion de l’information
MOT-5a » Environnement numérique de travail.
MOT-5b » Le stockage des données, notions d’algorithmes, les objets programmables.
MOT-5c » Usage des moyens numériques dans un réseau.
MOT-5d » Usage de logiciels usuels.
Les élèves apprennent à connaitre l’organisation d’un environnement numérique. Ils décrivent un système technique par ses composants et leurs relations. Les élèves découvrent l’algorithme en utilisant des logiciels d’applications visuelles et ludiques.
Ils exploitent les moyens informatiques en pratiquant le travail collaboratif. Les élèves maitrisent le fonctionnement de logiciels usuels et s’approprient leur fonctionnement.

 



Thème 4 – La planète Terre. Les êtres vivants dans leur environnement

Compétences à dominante S.V.T.



Auteurs du groupe de travail sur le Cycle 3

Groupe de conception des fiches :

  • Philippe Cavalié
  • Véronique Danglade
  • Christophe Dejouy
  • Danouchka Vignal-Tudal

Groupe de relecture des fiches :

  • Elias Bazah
  • Christophe Dejouy
  • Philippe Allais
  • Jérôme Coll
  • Gérald Grimblot
  • Emmanuel Mouton
  • Philippe Cavalié
  • Camel Derbal
  • Michel Doudou
  • Michel Feugas
  • Joel Lafon
  • Antoine Reverte
  • Christelle Simon
  • Celine Solferino
  • Karine Egretaud