🎬 Situation déclenchante en vidéo
Eclairage Automatique · 00:00:40 · Tube Sciences & Technologies (PeerTube apps.education.fr) : chaîne « Club Arduino »
Auteur : Claude Chabod. Licence : Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale (CC BY-NC). Réutilisation : telechargement autorise. Voir la fiche d'origine
Réserve : Le dispositif est un montage Arduino sur table, pas un lampadaire de rue : le décor est un établi, pas Ambatobe. À présenter explicitement comme « une maquette de ce qui se passe dans le lampadaire », sans quoi le lien avec la situation déclenchante écrite ne se fera pas. Le mot « démonstration » de la description signale un registre plus explicatif que narratif : couper le son si un commentaire nomme les composants.
⬇ Téléchargeable. Sa licence autorise la copie : téléchargez-la depuis sa fiche et posez-la sur l'ordinateur de la salle. Elle sera lisible même sans connexion. Créditez l'auteur à la projection.
Prompt de génération, variantes et repli sans écran : dossier des situations déclenchantes.
Séquence 8 : Chaîne d'énergie et chaîne d'information
Fiche élève : situation déclenchante, activités et trace écrite.
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- Dépose une photo nette de ta feuille ou un PDF. Si tu as travaillé à deux, écris le nom de ton binôme : sinon tout le travail te sera attribué à toi seul.
Si la connexion ne passe pas : rends ta feuille en main propre au professeur à la séance suivante. Le dépôt en ligne ne remplace pas le travail, il sert seulement à le transmettre.
🎬 Situation déclenchante
Un soir de novembre à Ambatobe, le courant est coupé dans le quartier. Dans la même rue, deux objets ne réagissent pas de la même façon.
Devant une maison, un ventilateur de table est posé sur un meuble. Il ne tourne plus : il était branché sur la prise, et la prise ne donne plus rien. Quand le courant reviendra, il faudra encore qu'une personne tourne le bouton pour le faire repartir.
Au bord de la route, un lampadaire solaire s'allume tout seul à la tombée de la nuit, c'est-à-dire au moment où le jour baisse. Personne ne l'a touché. Personne n'a appuyé sur un interrupteur. Il ne dépend pas de la prise du quartier : il a stocké dans la journée l'énergie du soleil. Et quand un taxi-be passe, sa lumière devient plus forte pendant quelques secondes, puis redescend.
Les deux objets produisent une action : l'un du vent, l'autre de la lumière. Les deux ont besoin d'énergie. Mais l'un attend un ordre de la main d'une personne, et l'autre donne l'ordre tout seul.
Question posée à la classe avant toute leçon : dans le lampadaire, qu'est-ce qui a remplacé la main de la personne ?
✏ Activité 1 : Le ventilateur de table : suivre l'énergie du doigt
Travail individuel, puis mise en commun avec la classe. Écris tes réponses sur ton cahier.
1. Observe le ventilateur de table posé sur la paillasse, ou la figure 1 affichée au tableau. Réponds en une phrase courte à chaque question : a) Qu'est-ce qui entre dans le ventilateur ? b) Qu'est-ce qui sort du ventilateur ?
Dans tes deux phrases, emploie les mots ÉNERGIE ÉLECTRIQUE et ÉNERGIE MÉCANIQUE.
2. Recopie la liste des six composants numérotés sur la figure 1.
3. Recopie et complète la suite ci-dessous. Elle montre le trajet de l'énergie, de la prise jusqu'à l'air en mouvement. Écris une flèche entre chaque composant :
prise → cordon → ... → ... → ... → air en mouvement.
4. Réponds par écrit, en une phrase : le ventilateur décide-t-il tout seul de se mettre en marche ? Si non, qui décide ?
Figure 1 : dessin légendé en noir et blanc d'un ventilateur de table, affiché au tableau, non photocopié. Le ventilateur réel est posé sur la paillasse et mis en marche par le professeur au début de la séance. En cas de coupure de courant, la figure seule suffit.
Ce que tu dois produire : Sur le cahier : deux phrases réponses (ce qui entre, ce qui sort), la liste des six composants, la suite complétée du trajet de l'énergie avec ses flèches, et une phrase indiquant qui décide de la mise en marche.
- J'ai écrit que de l'énergie électrique entre par la prise et que de l'air en mouvement sort du ventilateur.
- J'ai employé les mots énergie électrique et énergie mécanique au moins une fois chacun.
- La suite du trajet de l'énergie est complète, dans le bon ordre, et chaque composant est relié au suivant par une flèche.
- J'ai écrit clairement que c'est la personne qui tourne le bouton qui décide de la mise en marche.
✏ Activité 2 : Le lampadaire solaire de rue : ranger les composants en deux familles
Travail en îlot de 3 élèves. Vous recevez la fiche du lampadaire solaire de rue (figure 2), une pochette de 8 étiquettes de composants, une feuille A3 et un feutre noir.
L'objet étudié : un lampadaire solaire installé au bord de la route. Il s'allume seul à la tombée de la nuit, c'est-à-dire quand le jour baisse. Sa lumière devient plus forte quand une personne ou un véhicule passe devant lui, puis elle redescend.
Les 8 étiquettes correspondent aux repères 1 à 8 de la figure 2.
1. Sortez les 8 étiquettes et posez-les sur la table.
2. Rangez les 8 étiquettes en DEUX familles. Contrainte à respecter : la batterie et le détecteur de mouvement ne peuvent pas être dans la même famille.
3. Pour chaque étiquette, posez-vous la question : ce composant fait-il bouger, chauffer ou éclairer quelque chose, ou bien donne-t-il seulement un renseignement ?
4. Sur la feuille A3, tracez deux grands cadres. Posez les étiquettes de chaque famille dans un cadre. Écrivez au-dessus de chaque cadre le nom que VOUS donnez à cette famille.
5. Écrivez sous les deux cadres une phrase qui explique pourquoi vous avez séparé ainsi.
6. Affichez votre feuille A3 au tableau à la fin du temps.
Figure 2 : fiche élève « lampadaire solaire de rue à détecteur », dessin légendé en noir et blanc, un exemplaire par élève. Pochette de 8 étiquettes cartonnées : panneau photovoltaïque, batterie, carte électronique, capteur de luminosité, détecteur de mouvement, bloc de LED, câbles, interrupteur général. Une étiquette vierge supplémentaire est disponible pour les îlots rapides.
Ce que tu dois produire : Une feuille A3 par îlot, affichée au tableau : deux cadres, les 8 étiquettes réparties, un nom de famille écrit au-dessus de chaque cadre, et une phrase de justification écrite en dessous.
- Les 8 étiquettes sont toutes placées : aucune étiquette n'est restée à côté.
- La contrainte est respectée : la batterie et le détecteur de mouvement sont dans deux familles différentes.
- Chaque famille porte un nom écrit par le groupe, lisible depuis le fond de la classe.
- La phrase de justification explique la différence entre les deux familles avec les mots énergie et renseignement, ou avec des mots équivalents.
- Le groupe sait expliquer à l'oral, en montrant une étiquette, pourquoi elle est dans cette famille.
✏ Activité 3 : Donner un nom à chaque étape : les sept maillons du lampadaire solaire
Travail individuel sur le cahier, juste après la mise au point collective au tableau.
Sept mots ont été affichés au tableau : ALIMENTER, DISTRIBUER, CONVERTIR, TRANSMETTRE, ACQUÉRIR, TRAITER, COMMUNIQUER. Ces sept mots sont les maillons des deux chaînes.
1. Recopie et complète le tableau à deux colonnes et sept lignes, pour le lampadaire solaire de rue. Colonne de gauche : le nom du maillon. Colonne de droite : le ou les composants réels du lampadaire qui font ce travail. Utilise la figure 2, déjà collée dans ton cahier.
Lignes 1 à 4, chaîne d'énergie : alimenter, distribuer, convertir, transmettre.
Lignes 5 à 7, chaîne d'information : acquérir, traiter, communiquer.
2. ENTOURE dans ton tableau les composants qui sont des capteurs.
3. SOULIGNE le composant qui est l'actionneur.
4. ENCADRE le composant qui est l'unité de traitement.
5. Écris une phrase qui répond à la question : dans le lampadaire, qu'est-ce qui a remplacé la main de la personne ?
Les 7 grandes étiquettes de maillons affichées au tableau, le schéma à deux étages tracé au tableau, et la figure 2 déjà collée dans le cahier lors de la séance 1. Pour les élèves qui écrivent lentement : le tableau vide déjà imprimé et une bande d'étiquettes de composants à découper et à coller.
Ce que tu dois produire : Sur le cahier : un tableau à deux colonnes et sept lignes, complété ; trois marquages différents (entouré, souligné, encadré) sur les composants demandés ; une phrase de conclusion.
- Les sept lignes du tableau sont remplies : aucun maillon n'est laissé vide.
- Chaque maillon est associé à au moins un composant réel du lampadaire, jamais à un mot vague comme « le courant » ou « l'électricité ».
- Les quatre maillons de la chaîne d'énergie sont écrits dans l'ordre alimenter, distribuer, convertir, transmettre.
- Le capteur, l'actionneur et l'unité de traitement sont correctement repérés par les trois marquages demandés.
- La phrase de conclusion nomme la carte électronique.
✏ Activité 4 : Atelier : tracer le schéma à blocs du portail automatique ou de la citerne d'école
Travail en îlot de 3 élèves. Répartissez les trois rôles : un rapporteur qui présentera au tableau, un traceur qui tient le feutre, un vérificateur qui relit la méthode et contrôle les flèches.
Votre îlot reçoit UNE fiche objet : soit le portail automatique d'une cour (figure 4), soit la citerne d'école avec alarme de niveau (figure 5). Vous recevez aussi une feuille A3 et un feutre noir.
Étape 1. Sur la fiche, ENTOUREZ les composants de la chaîne d'énergie.
Étape 2. Sur la fiche, SOULIGNEZ les composants de la chaîne d'information.
Étape 3. Sur la feuille A3, TRACEZ le schéma à blocs à deux étages. En bas, l'étage de la chaîne d'énergie, tracé au trait plein. En haut, l'étage de la chaîne d'information, tracé au trait en pointillés. Un bloc par maillon. Écrivez le nom du maillon DANS le bloc, et le nom du composant JUSTE EN DESSOUS du bloc.
Étape 4. TRACEZ les quatre flèches et écrivez leur nom :
, la flèche « ordre », qui descend de l'étage du haut vers l'étage du bas ;
, la flèche « renseignement », qui monte de l'étage du bas vers l'étage du haut ;
, la flèche d'entrée, à gauche de l'étage du bas, avec le nom de l'énergie qui entre ;
, la flèche de sortie, à droite de l'étage du bas, avec le nom de l'action produite.
Attention : un schéma à blocs sans flèche entre les deux étages est un schéma incomplet.
Si vous avez terminé avant l'heure, répondez à la question supplémentaire écrite au bas de votre fiche.
Figure 4, fiche « portail automatique d'une cour », et figure 5, fiche « citerne d'école avec alarme de niveau », dessins légendés en noir et blanc, un exemplaire par îlot. Feuille A3 et feutre noir par îlot. La méthode en cinq étapes est écrite au tableau ; elle n'est pas encore collée dans le cahier. Deux niveaux d'étayage sont disponibles pour la feuille A3 : version A, avec les deux bandes d'étage, les blocs vides, les lignes d'écriture et les flèches d'entrée et de sortie déjà imprimées ; version B, feuille nue. Sur la version A, les deux flèches entre les étages ne sont jamais imprimées.
Ce que tu dois produire : Une feuille A3 par îlot : le schéma à blocs à deux étages de l'objet étudié, avec les maillons nommés dans les blocs, les composants écrits sous les blocs, les quatre flèches tracées et légendées, l'étage énergie au trait plein et l'étage information au trait en pointillés. La fiche objet porte les composants entourés et soulignés.
- Les deux étages sont présents sur la feuille A3 : l'étage de la chaîne d'énergie et l'étage de la chaîne d'information.
- Chaque composant de la fiche est placé au bon étage : aucun capteur dans la chaîne d'énergie, aucun actionneur dans la chaîne d'information.
- Les quatre maillons de la chaîne d'énergie et les trois maillons de la chaîne d'information sont nommés dans les blocs, dans le bon ordre, de gauche à droite.
- Sous chaque bloc figure au moins un composant réel de la fiche.
- La flèche « ordre » descend et la flèche « renseignement » monte : les deux sont tracées et légendées.
- L'énergie d'entrée et l'action de sortie sont indiquées par une flèche légendée à gauche et une flèche légendée à droite.
- L'étage énergie est au trait plein et l'étage information au trait en pointillés : aucune distinction par la couleur.
✏ Activité 5 : Entraînement par deux : la pompe d'arrosage de rizière
Travail par deux, sur la fiche d'entraînement.
L'objet étudié : une pompe d'arrosage de rizière alimentée par un panneau solaire. Un capteur d'humidité est enfoncé dans le sol de la rizière. Quand le sol devient trop sec, une carte électronique met la pompe en marche. Un voyant s'allume pendant que la pompe tourne.
Composants de l'objet, donnés sur la fiche : panneau photovoltaïque, batterie, carte électronique, capteur d'humidité du sol, moteur de la pompe, turbine, tuyau, voyant de marche.
Appliquez la méthode en cinq étapes de la leçon.
1. Repérez la source d'énergie. Écrivez son nom.
2. Repérez l'actionneur, c'est-à-dire ce qui bouge, chauffe ou éclaire. Écrivez son nom.
3. Repérez le capteur, c'est-à-dire ce qui prend un renseignement. Écrivez son nom.
4. Repérez l'unité de traitement, c'est-à-dire ce qui décide. Écrivez son nom.
5. Complétez la figure 6 : écrivez le nom des maillons dans les blocs, le nom des composants sous les blocs, puis tracez les deux flèches entre les étages et écrivez leur nom.
6. Répondez en une phrase : à quoi sert le voyant de marche, et à quelle chaîne appartient-il ?
Fiche d'entraînement « pompe d'arrosage de rizière », photocopie noir et blanc, un exemplaire par élève. Elle comporte une vue légendée de l'installation et la figure 6, grille de schéma à blocs à compléter, dont les deux bandes d'étage sont déjà imprimées et vides. Le lexique bilingue, la fiche méthode en cinq étapes et le marque-page des deux questions repères sont autorisés.
Ce que tu dois produire : La fiche d'entraînement complétée : les quatre composants clés identifiés et nommés, la figure 6 remplie avec les sept maillons et les composants, les deux flèches entre étages tracées et légendées, et la phrase sur le voyant de marche.
- Les quatre composants clés sont correctement identifiés : source d'énergie, actionneur, capteur, unité de traitement.
- Les sept blocs sont remplis avec le nom du maillon, dans le bon ordre.
- Sous chaque bloc figure au moins un composant réel de la pompe, pris dans la liste donnée.
- Les deux flèches entre les étages sont tracées dans le bon sens et portent les mots ordre et renseignement.
- La réponse sur le voyant explique qu'il informe une personne et qu'il appartient à la chaîne d'information.
✏ Activité 6 : Évaluation individuelle : le ventilateur de plafond à télécommande
Évaluation individuelle, 35 minutes, trois exercices, 20 points. Écris directement sur le sujet.
Documents autorisés : le lexique bilingue de la classe, la fiche méthode en cinq étapes, le marque-page des deux questions repères. Le cahier et le tableau des maillons ne sont pas autorisés.
Objet étudié, que tu n'as pas travaillé en classe : un ventilateur de plafond commandé par télécommande. Il possède aussi une minuterie et un capteur de température : quand la pièce devient trop chaude, il se met en marche tout seul.
Ses sept composants sont repérés sur la figure 7 : prise et cordon secteur, boîtier de commande électronique, récepteur de télécommande, capteur de température, moteur électrique, pales, voyant de fonctionnement.
EXERCICE 1, 12 minutes · 7 points. Décrire le fonctionnement.
EXERCICE 2, 15 minutes · 9 points. Représenter par un schéma à blocs.
EXERCICE 3, 8 minutes · 4 points. Distinguer énergie et information.
Le texte complet des trois exercices, le barème détaillé et la grille des quatre niveaux figurent sur le sujet. Le barème et la grille sont imprimés au dos.
Sujet d'évaluation imprimé en noir et blanc, un exercice par page. Figure 7 : dessin légendé d'un ventilateur de plafond avec sa télécommande, en haut du sujet. Figure 8 : grille de schéma à blocs vide, fournie pour l'exercice 2 sur la version A du sujet ; la version B ne fournit qu'un cadre vide. Barème sur 20 et grille des quatre niveaux imprimés au dos.
Ce que tu dois produire : Le sujet complété : le tableau de l'exercice 1 avec les trois marquages, le schéma à blocs complet de l'exercice 2, et la réponse rédigée de l'exercice 3. Puis, après la correction collective, la fiche d'auto-positionnement à trois lignes cochée par l'élève et agrafée à la copie.
- Compétence « décrire le fonctionnement » : les sept composants sont placés dans la bonne colonne, et les capteurs, l'actionneur et l'unité de traitement sont repérés par les trois marquages demandés.
- Compétence « représenter par un schéma à blocs » : les deux étages sont distingués par le trait plein et le trait en pointillés, les sept maillons sont nommés dans le bon ordre, un composant réel figure sous chaque bloc, et les quatre flèches sont tracées et légendées.
- Compétence « distinguer énergie et information » : l'objet choisi est le bon, la justification cite un capteur par son nom et indique que la carte électronique décide, et une phrase explique pourquoi les deux autres objets n'ont pas de chaîne d'information.
- Le vocabulaire technique est employé correctement : capteur, actionneur, unité de traitement, source d'énergie.
- La distinction entre les deux chaînes est faite par le trait plein et le trait en pointillés, jamais par une couleur.
- Les points du barème servent uniquement à objectiver le positionnement : le résultat rendu à l'élève est un niveau par compétence, pas une note.