Une fiche de sixième qui traitait le cours moyen
La version précédente de cette page était honnête et bien faite : six exercices, des schémas, un corrigé. Mais elle traitait les composants, leurs symboles, le circuit ouvert et le circuit fermé — c'est-à-dire, mot pour mot, la colonne de cours moyen du programme.
La colonne de sixième demande quatre choses de plus, et aucune n'y figurait : intervertir les positions des composants, mettre en œuvre un convertisseur d'énergie, mettre en œuvre un capteur, et donner une représentation schématique normalisée. « Intervertir », « convertisseur », « capteur », « énergie » : zéro occurrence.
Un cinquième point manquait aussi, et le programme y insiste : « aider les élèves à dépasser une conception circulatoire du courant, courant qui s'épuise ou qui s'use ». Ces mots n'apparaissaient nulle part.
En revanche la page avait raison sur un point que beaucoup négligent : les conducteurs et les isolants. L'introduction du thème les rattache explicitement à la sixième — « éprouver la conductivité électrique de certains matériaux ». C'est de là que partent ces cinq fiches.
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Le circuit testeur
Se servir d'un circuit pour savoir si un matériau conduit.
Le montage tient en quatre éléments : une pile, une lampe, un fil, et deux pinces entre lesquelles on serre l'objet. Tant que rien n'y est serré, la boucle est ouverte.
Le tableau donne huit objets et, pour chacun, ce qu'on observe. L'élève écrit la conclusion — et seulement la conclusion : c'est le seul pas de raisonnement que l'expérience laisse à faire.
Deux lignes portent sur l'eau. L'eau salée allume la lampe, l'eau distillée non : ce n'est pas l'eau qui conduit, c'est ce qui y est dissous.
Une question porte sur la lampe elle-même. On ne peut pas l'enlever : sans récepteur, la boucle ne montrerait rien, et l'instrument serait aveugle.
Un résultat négatif ne vaut que si l'instrument fonctionne.
- Le montage
- L'observation
- La conclusion
- L'eau salée
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Conducteur ou isolant
Ranger les matériaux, et voir à quoi cela sert dans la maison.
Onze objets ont été éprouvés. La fiche part du relevé de la classe, et non d'une liste apprise : c'est la même différence qu'entre une expérience et une leçon.
Le premier exercice relie cinq matériaux à leur usage domestique. Le cuivre est l'âme des câbles, le plastique la gaine qui les entoure, le verre l'isolateur des lignes à haute tension, le caoutchouc les gants des électriciens.
Le second met trois conclusions d'élèves à l'épreuve. Une seule tient. « Seuls les métaux conduisent » tombe devant la mine de crayon ; « l'eau conduit » tombe devant l'eau distillée.
Une question relie enfin le relevé à une règle de sécurité que tout le monde connaît sans savoir pourquoi : l'eau des mains n'est pas de l'eau distillée.
Un relevé montre ce qu'on a essayé, pas ce qu'on n'a pas essayé.
- Les conducteurs
- Les isolants
- Les usages
- La sécurité
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La lampe ne s'allume pas
Un seul symptôme, cinq causes possibles : chercher dans l'ordre.
Anaïs a fermé l'interrupteur, et la lampe reste éteinte. Le schéma le montre bien fermé — sinon il donnerait la réponse, et l'exercice n'aurait plus d'objet.
Le premier exercice remonte une chaîne de causes : un fil débranché, une boucle qui n'est plus fermée, un courant qui ne circule plus, une lampe éteinte. Deux maillons sont à retrouver.
Une question sépare ce qu'on voit de ce qu'on déduit. Seul le dernier maillon s'observe ; les trois autres se raisonnent. Le courant, lui, ne se voit jamais.
Le second exercice met sept remarques côte à côte : cinq pannes, qui éteignent toutes la lampe, et deux situations qui ne l'éteignent pas. C'est la comparaison qui fait apparaître la difficulté du dépannage.
Un même effet peut venir de plusieurs causes.
- La chaîne causale
- Les cinq pannes
- Le symptôme
- Les vérifications
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Changer l'ordre, ou changer le circuit
Dix changements : lesquels éteignent la lampe ?
« Mettre en évidence expérimentalement la possibilité d'intervertir les positions des composants » est la première compétence de la colonne de sixième. Le mot « intervertir » ne figurait pas dans la page précédente.
Les dix changements de l'exercice ne sont pas choisis à la main : les six premiers sont toutes les interversions possibles, sans exception, d'une boucle de quatre composants, énumérées par le générateur.
Les quatre autres modifient la boucle au lieu de la réordonner : ouvrir l'interrupteur, retirer la pile, retirer la lampe, remplacer la lampe par un moteur. Trois éteignent le circuit, un seul ne l'éteint pas.
Une question s'adresse à l'idée fausse que le programme demande de dépasser : non, la lampe ne brille pas moins loin de la pile. Le courant a la même valeur partout dans la boucle.
Seul compte ce que la boucle contient, pas l'ordre des composants.
- Les interversions
- Le rôle des composants
- L'intensité
- Le récepteur
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Du besoin au montage
Choisir le composant qui fait ce qu'on veut, et dire pourquoi.
Le programme demande de mettre en œuvre un circuit avec un convertisseur d'énergie, puis avec un capteur. Cette fiche part du besoin et remonte au composant, plutôt que l'inverse.
Six besoins : faire tourner un ventilateur, produire du courant avec la lumière du jour, éclairer sans chauffer, allumer quand la nuit tombe, se déclencher quand la pièce se réchauffe, s'allumer quand quelqu'un passe.
Les trois derniers ont un point commun que les trois premiers n'ont pas : le circuit doit se déclencher tout seul. C'est ce qui distingue un capteur d'un interrupteur — personne n'appuie.
Le mémo donne, pour chaque convertisseur, ce qu'il reçoit et ce qu'il rend. Une pile ne fabrique pas d'électricité à partir de rien : elle transforme de l'énergie chimique.
Un convertisseur a toujours une entrée et une sortie différentes.
- Les convertisseurs
- Les capteurs
- L'énergie
- Le besoin
Compétences travaillées
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Éprouver un matériau
Monter un circuit testeur, observer la lampe, et conclure — dans cet ordre, jamais l'inverse.
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Conducteurs et isolants
Classer des matériaux d'après un relevé, et comprendre pourquoi un câble est fait de deux matériaux.
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Dépanner un circuit
Remonter d'une lampe éteinte à ses causes possibles, et savoir que le symptôme ne désigne pas la panne.
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Intervertir, convertir, capter
Constater que l'ordre des composants ne change rien, et choisir un convertisseur ou un capteur selon le besoin.
Ce que « éprouver » veut dire
Le programme écrit : « les compétences acquises dans le domaine de l'électricité sont réinvesties pour éprouver la conductivité électrique de certains matériaux ». Le verbe n'est pas décoratif.
Éprouver, c'est mettre l'objet dans un circuit et regarder. Un élève qui a seulement appris une liste répondra juste tant qu'on lui présente du cuivre et du plastique, et se trompera devant une mine de crayon — qui conduit sans être un métal — ou devant de l'eau distillée, qui ne conduit pas.
C'est pourquoi ces fiches donnent l'observation et demandent la conclusion, plutôt que de donner l'objet et demander la catégorie. Le pas de raisonnement change, et c'est le seul qui compte.
Ce qui n'est pas au programme du cycle 3
Le circuit en série et le circuit en dérivation relèvent du cycle 4. L'expression « à une boucle » revient six fois dans le texte de sixième : c'est le seul circuit du cycle 3.
La tension, le voltmètre et l'ampèremètre n'y sont pas davantage. La loi d'Ohm non plus. Une fiche de sixième qui les introduit ne prend pas d'avance : elle prend la place de ce que le programme demande.
Le générateur refuse d'ailleurs ces notions : elles figurent dans une table explicite, et toute tentative de les employer arrête la production.
Méthode et vérification
Contenu produit à partir du programme de sciences et technologie du cycle 3 (BO n° 25 du 22 juin 2023), thème « Décrire et comprendre des phénomènes physiques », colonne des attendus de fin de sixième et introduction du thème. Le fonctionnement de chaque circuit est calculé à partir de ce qu'il contient et de l'état de ses interrupteurs ; la conclusion d'un test de conductivité est déduite de l'observation, jamais du nom du matériau.
