- Ordinateur (avec accès internet de préférence);
- Rétroprojecteur ou videoprojecteur pour la projection des documents en grand format (cartes pas exemple);
- Globe terrestre.
Document 1 : Atlas de Battista Agnese
Nature : Carte
Auteur : Battista Agnese
Source : Bibliothèque publique de New York
Précisions : Document joint à la fiche « colon.doc ».
Document 2 : Fiche de travail élèves « colon.doc »
Nature : questionnement pour les élèves + références aux documents utilisés
Auteur : Marc Senlecque
Date : 01/09/2009
Précisions : Fiche disponible en annexe
Dans cette première séance, il s'agit de rechercher de quels moyens disposaient les navigateurs dans l'Antiquité pour se repérer en mer, à savoir la simple observation, sans instrument de mesure particulier.
Etude d'une carte ancienne. Importance des îles côtières pour le repérage lors de la navigation de cabotage (intérêt des îles Baléares et Canaries pour l'Espagne par exemple).
Compréhension de l'écrit : comprendre les informations essentielles dans un texte ayant trait au programme ; trouver des informations pour participer à une discussion.
Identifier l'information principale dans un article simple décrivant des faits.
Interaction orale : communiquer dans un échange d'informations simples.
Notion d'ordre de grandeur.
Echelles de longueur.
Mesure d'un angle.
Compréhension de l'écrit A2.
Interaction orale A2.
Comment se repérer sans instrument ? Utilisation des ordres de grandeurs, mesures accessibles par les sens (quelles distances est-on capable de mesurer avec ses sens et avec quelle précision ?).
Document utilisé : colon.doc (§1 et 2).
L'étude commence par la lecture du premier texte (§1) qui précise l'importance du cabotage dans l'antiquité, liée à l'impossibilité de s'orienter en pleine mer en l'absence de repère côtier. On met également en évidence l'importance des îles et îlots (Baléares et Canaries dans le cas de l'Espagne) ainsi que l'utilisation des premières cartes (les « portulanos ») dessinées à partir de ces repères terrestres.
Dans un second temps (§2), on s'intéresse aux méthodes géométriques permettant de repérer sa position sur une sphère : on (re)définit les notions de latitude et longitude, dans l'optique de chercher lors de la séance suivante comment mettre au point des appareils de mesure qui nous permettront de les mesurer. L'utilisation d'un globe terrestre permettra aux élèves de passer plus facilement d'une situation en trois dimensions à une représentation plane (sur une carte par exemple).
Ordinateur (avec accès internet de préférence).
Document 2 : Fiche de travail élèves "colon.doc"
Auteur : Marc Senlecque
Date : 2009
Précisions : Document disponible en annexe
Déterminer une coordonnée angulaire (latitude) à partir d'une visée.
Mise en œuvre de compétences mathématiques (géométrie, travail sur les angles).
Interaction orale
Compréhension de l'écrit.
Mesure d'un angle.
Fonctions trigonométriques usuelles.
Interaction orale A2.
Compréhension de l'écrit A2.
Mesure de la latitude d'un point.
Document utilisé : colon.doc (§3).
Cette séance est essentiellement basée sur une recherche documentaire. Il s'agit pour les élèves de rechercher des informations sur les premiers instruments de positionnement : on s'intéressera particulièrement à l'astrolabe et au sextant.
Un texte introductif présente la mise au point de l'astrolabe au IVème siècle par Hipatia. Le texte se termine de façon évasive par « l'astrolabe permettait de calculer la position des étoiles ». Il s'agit donc pour les élèves de rechercher (sur internet par exemple) de quoi est constitué un astrolabe et comment il doit être utilisé.
De même, l'utilisation du sextant est évoquée à la fin du §3. Une animation gif est proposée aux élèves pour appréhender son fonctionnement.
Une première évaluation peut consister à demander aux élèves de présenter oralement le fonctionnement d'un de ces appareils de mesure.
On demandera pour terminer aux élèves pour la séance suivante de proposer un protocole de construction et d'utilisation d'un instrument de visée tel que l'astrolable (la séance suivante consistant à le fabriquer et à l'utiliser pour réaliser une mesure).
Pour chaque astrolabe :
- Papier cartonné (environ 20x30 cm);
- Colle liquide;
- Un peu de pâte à modeler;
- Un crayon;
- Un rapporteur;
- De la ficelle (20 cm environ);
- Des ciseaux;
- Une paille;
- Un double décamètre.
Document 2 : Fiche de travail élèves "colon.doc"
Auteur : Marc Senlecque
Date : 2009
Précisions : Document disponible en annexe
Document 3 : Fabriquer un astrolabe (Fabricar_astrolabio.pdf)
Nature : Capture d'une page internet qui n'est plus en ligne.
Précisions: Ce document n'est pas destiné directement aux élèves. Il s'agit d'une façon possible de réaliser simplement un instrument de visée.
Mettre en œuvre une mesure de visée. Exploiter le résultat de la mesure et évaluer sa précision.
Interaction orale.
Mesures des angles.
Fonctions trigonométriques usuelle.
Utilisation de la calculatrice.
Interaction orale A2.
Utiliser les connaissances en géométrie des élèves pour calculer une distance à partir des mesures réalisées avec l'astrolabe construit.
Il s'agit ici de recueillir les travaux des élèves demandés à la fin de la séance précédente. En s'appuyant sur leurs propositions et/ou sur le document joint, réaliser l'astrolabe.
La suite de l'activité consiste à utiliser l'appareil : on pourra par exemple mesurer la distance qui sépare l'observateur d'un bâtiment, connaissant la hauteur de celui-ci (par exemple une distance de 50 m environ pour un bâtiment d'un étage). On mesurera ensuite au double décamètre cette distance pour pouvoir la confronter au résultat obtenu.
De retour en classe, les élèves déterminent la distance inconnue et estiment l'erreur commise.
On terminera la séance en se replaçant dans le contexte de la navigation : comment un tel outil pouvait-il être utilisé par les navigateurs ? (pour une mesure de distance il nécessite un repère côtier, mais il peut également servir pour mesurer la hauteur d'une étoile et donc en déduire sa latitude).
Lors de la séance suivante, on s'intéressera à la mesure de seconde coordonnée, la longitude, dont on verra que sa mesure précise n'a été possible qu'à partir du XVIIIe siècle.
- Ordinateur (avec accès internet de préférence);
- Globe terrestre.
Document 2 : Fiche de travail élèves "colon.doc"
Auteur : Marc Senlecque
Date : 2009
Précisions : Document disponible en annexe.
Utilisation d'une mesure du temps pour en déduire une mesure spatiale.
Retour sur l'exemple de Christophe Colomb : ne sachant pas déterminer avec précision sa longitude (il ne basait à l'époque que sur une estimation de la distance parcourue chaque jour selon la vitesse approximative de son bateau), il ne pouvait connaître avec précision sa position.
Compréhension de l'écrit.
Interaction orale.
Mesure d'un angle.
Utilisation des unités de temps.
Compréhension de l'écrit A2.
Interaction orale A2.
La mesure du temps.
Intérêt d'une mesure toujours plus précise de l'écoulement du temps.
Document : « colon.doc » §4
Le premier texte du §4 vise à mettre en évidence le fait que Christophe Colomb ne peut connaître sa position exacte car il n'est pas en mesure de calculer la longitude du lieu où il se trouve. Le texte explique ensuite l'intérêt des gouvernements de l'époque pour la navigation en haute mer (intérêts stratégiques et commerciaux), qui a conduit à l'accélération au XVIIIème siècle des recherches sur les instruments de mesure du temps.
Il s'agit donc pour les élèves de trouver la relation que l'on peut faire entre une mesure du temps et le calcul d'une position (la longitude). Un globe terrestre peut là encore faciliter les représentations.
On pourra demander aux élèves de faire des recherches sur les instruments mis au point à cette époque et sur les apports de chacun d'eux (précision, miniaturisation, fiabilité...). Cette recherche peut donner également lieu à une évaluation, lors d'une présentation orale des travaux effectués.
Au cours de la dernière séance, on s'intéressera aux dernières évolutions en la matière : de quels moyens dispose-t-on aujourd'hui pour connaître sa position sur le globe et avec quelle précision ?
- Ordinateur (de préférence avec accès à Internet).
Document 2 : Fiche de travail élèves "colon.doc"
Auteur : Marc Senlecque
Date : 2009
Précisions : Document disponible en annexe.
Découvrir le principe de fonctionnement des systèmes de positionnement modernes.
Etude d'un exemple de coopération scientifique à l'échelle européenne : le projet de positionnement Galileo.
Interaction orale.
Compréhension de l'écrit (lors des recherches effectuées).
Méthodes de mesure du temps.
Notions de période et de fréquence.
Interaction orale A2.
Compréhension de l'écrit A2.
Une mesure précise du temps est indispensable pour pouvoir se repérer à la surface du globe.
Les différentes méthodes de mesure du temps et la précision qu'elles permettent d'obtenir.
Dans cette dernière partie, il s'agit de conclure sur les procédés modernes de positionnement. On parlera notamment du système GPS en décrivant succinctement son principe de fonctionnement. On en déduira la nécessité de mesurer avec la plus grande précision possible des durées et les conséquences que cela entraîne sur la précision du positionnement (et donc, en fonction de ce qui aura déjà été fait ou non en cours de physique, étudier le principe des horloges modernes de précision). On évoquera enfin le projet européen Galileo, principal concurrent de l'américain GPS, comme un exemple de coopération scientifique européenne.
Un terme du glossaire au hasard...
Dans tous les types d’enseignement, l’évaluation est partie intégrante du projet de travail. En cohérence avec les objectifs visés, elle permet de valoriser les acquis, d’identifier les progrès réalisés, de repérer des difficultés.
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