Centre Départemental de Ressources en Sciences de l'YONNE
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Rubrique Continuité des apprentissages

C3 - ASTRONOMIE CYCLE 3 (CM1/CM2) - LA LUNE

Le 9 avril 2020 - Bruno HENNOQUE



Madame, Monsieur, chers parents d’élèves,

Afin de vous aider à assurer la continuité des apprentissages pendant ce confinement, le centre départemental de ressources en Sciences de la DSDEN de l’Yonne vous propose cette courte progression traitant de l’astronomie au cycle 3 (mouvements de la Terre, Lune et Système solaire). Elle s’adresse directement à vous car c’est à vous qu’il revient de la mettre en œuvre.
Les activités proposées nécessiteront votre présence (celle d’un adulte) aux côtés de l’enfant. Elles ont été choisies car elles ne nécessitent qu’un matériel simple à se procurer.
Ce "parcours" est indicatif et devra, bien évidemment, être adapté au contexte où il sera mis en œuvre et aux besoins de l’élève à qui il est destiné, comme c’est le cas en classe. Des éléments de pédagogie de l’enseignement des Sciences vous sont présentés en préambule, très peu rassurez-vous, notamment les étapes de ce que doit être la démarche d’investigation. Cette démarche sera votre fil conducteur tout au long de ce travail.
Bonnes séances de Sciences !

Bruno Hennoque - Conseiller pédagogique Sciences 89


Les programmes de sciences du cycle 3 (extrait concernant le thème présenté)


Les étapes de la démarche


Fiche élève Sciences (à imprimer ou recopier)




2. LES PHASES DE LA LUNE

2.a. : Observations

de 5 à 10 minutes chaque soir


Matériel nécessaire :
Vous pourrez, si vous le souhaitez, imprimer la fiche proposée ci-dessous mais ce n’est pas indispensable.


Intéressons-nous maintenant à notre satellite naturel, la Lune. Pour cela, commençons par l’observer. Elle est visible par nous tous, souvent même simplement depuis nos fenêtres.
Je vous propose de sortir, lorsque c’est possible pour vous, chaque soir pour la regarder. Elle est visible (en ce mois d’avril), assez tôt dans la soirée. Il ne sera donc pas nécessaire de veiller tard pour l’apercevoir. Par temps dégagé, elle se présente donc à nous. Quelques secondes suffisent. Si vous en avez la possibilité, prenez-la en photo. Le but étant, de retour à la maison, de la représenter. Nul besoin de chercher à observer en détail sa surface. Il s’agit ici simplement de demander à l’enfant de dessiner, chaque soir, l’apparence qu’elle prend.
Pour garder la trace de ces observations, imprimer le document qui figure ci-dessous ou demandez à l’enfant de le recopier sur papier libre. Chaque soir, après son observation de la Lune, il y précisera la date et, au crayon de papier, la représentera dans la case au dessus.

Voici le "visage" qu’elle nous a présenté chaque soir depuis le début du mois d’avril (2020) :

Mes observations à Auxerre (89) en avril 2020
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2.b. : Exploitation des observations

de 30 à 40 minutes


Matériel nécessaire :
- Vous pourrez, si vous le souhaitez, imprimer certains des documents qui vous sont proposés mais ce n’est pas indispensable.


Les observations ont débuté. Jour après jour, l’enfant constate que la forme de la Lune est différente. Il constate au bout de quelques jours une évolution régulière. Il peut même commencer à imaginer quelles seront les phases suivantes.
Au besoin, il peut s’appuyer sur les photos présentées en 2.a. pour observer une évolution sur une plus grande période.
Autres solutions :
- consulter un calendrier lunaire comme celui-ci
- ou utiliser le logiciel Stellarium*. Il est téléchargeable gratuitement ici : https://stellarium.org/fr/ ou consultable en ligne ici : https://stellarium-web.org/

* La version en ligne de Stellarium est en anglais. Dans la barre de recherche du haut (au milieu de la page), tapez "moon" et sélectionnez le premier choix qui vous est proposé. Lorsque la Lune est sélectionnée, zoomez dessus en utilisant le "+". Vous pouvez alors faire défiler les jours en cliquant en bas à droite dans le cadre "date et heure". Choisissez une heure tardive pour mieux la distinguer du ciel et faites défiler les jours pour observer son évolution.

Interrogez l’enfant sur ce qu’il remarque de cet enchaînement des phases de la Lune.
Plusieurs remarques sont attendues :
- 1. La Lune n’a pas toujours la même forme.
- 2. Sur de longues périodes, ces phases se répètent toujours dans le même ordre.

Demandez-lui ensuite de vous dire sur quelle période ces phases se reproduisent à nouveau.
- réponse : 29 à 30 jours

Cherchez ensuite le nom de ces différentes phases.
- réponses : Nouvelle Lune, Premier Croissant, Premier Quartier, Lune Gibbeuse, Pleine Lune, Lune Gibbeuse, Dernier Quartier, Dernier Croissant, puis à nouveau Nouvelle Lune, etc.

* Moyen mnémotechnique pour distinguer Premier et Dernier Croissant (ou Quartier) :

Phases lune.jpg
Lien

Demandez-lui maintenant : De combien de jours sont séparées les 4 principales phases que sont la Nouvelle Lune, le Premier Quartier, la Pleine Lune et le Dernier Quartier ?
- réponse : environ 7 jours (ce qui définit la semaine dans notre calendrier)

Pour terminer cette partie, rédiger une conclusion avec l’enfant. Elle pourra rassembler les éléments suivants :
La Lune n’a pas toujours la même forme.
Les phases se succèdent toujours dans le même ordre : Nouvelle Lune, Premier Croissant, Premier Quartier, Lune Gibbeuse, Pleine Lune, Lune Gibbeuse, Dernier Quartier, Dernier Croissant, puis à nouveau Nouvelle Lune, etc.
Une même phase se reproduit tous les 29 à 30 jours, c’est ce qu’on appelle une lunaison.
La Lune nous a permis de définir les semaines et les mois et le Soleil, nous l’avons vu, les jours et les années...


2.c. : Explication du phénomène

1h environ


Matériel nécessaire :
- une lampe, deux sphères pour modéliser la Terre et la Lune (balles, boules de sapin, etc.)
- Vous pourrez, si vous le souhaitez, imprimer certains des documents qui vous sont proposés mais ce n’est pas indispensable.


Reprenons le fil de ce que doit être une démarche d’investigation scientifique (voir en introduction de cette page). Pour vous guider, vous pouvez télécharger la fiche mise à votre disposition ou demander, lors de chacune des étapes, à l’enfant de recopier ce qui y figure.
Nous pouvons considérer ici que la phase d’observation, et son analyse, représentent notre situation de départ. Sur la fiche, l’enfant peut donc noter un titre à cette nouvelle recherche : "Les phases de la Lune" et inscrire dans la case "Situation de départ" : "J’ai effectué des observations de la Lune tous les soirs et je l’ai représentée sur la fiche jointe.".
Vient ensuite l’étape du questionnement. L’adulte l’amène à exprimer ses interrogations quant à la succession des différentes phases de la Lune et l’aide à formuler une question qui pourra être du type : "Pourquoi voit-on différentes phases de la Lune ?"
La question étant formulée, l’enfant doit maintenant essayer d’y apporter une ou des réponses. Il complète alors la case suivante : "Mes hypothèses".
Lui laisser le temps nécessaire pour qu’il y exprime ses idées pour expliquer le phénomène à l’origine des phases de la Lune. Au besoin, reformuler avec lui la question. Par exemple : Dans cette case, tu dois représenter le phénomène qui permet d’expliquer que nous ne voyons pas toujours la Lune avec la même apparence. Comme nous l’avons fait pour l’alternance des jours et des nuits ou les saisons. Tu feras un dessin au crayon que tu légenderas. Tu pourras également apporter un complément d’explications en écrivant un texte, si tu le juges nécessaire.

L’enfant émet alors ses hypothèses pour expliquer les phases de la Lune.
Elles peuvent être diverses. En voici quelques exemples :
- 1. Ça dépend de l’endroit où on l’observe.
- 2. Quelque chose cache la partie non visible comme, par exemple, un astre.
- 3. C’est l’ombre de la Terre qui cache une partie de la Lune.
- 4. La Lune change de forme...
- 5. Le Soleil n’en éclaire qu’une partie.

Reprendre ensuite avec l’enfant son explication du phénomène (ses hypothèses). Plusieurs cas peuvent avoir été évoqués, nous venons de le voir. Nous ne pouvons tous les vérifier expérimentalement mais on peut amener l’enfant à douter de certains. Par exemple (réponses à donner correspondant aux hypoyhèses listées ci-dessus) :
- 1. On peut demander à des membres de la famille ou à des amis qui vivent loin ( pas trop, tout de même...) de prendre en photo la Lune avec leur téléphone et de l’envoyer pour comparer. L’enfant se rend compte alors qu’en différents lieux, elle garde la même apparence.
- 2. et 3. Si c’est un astre ou l’ombre de la Terre qui cachent une partie de la Lune, pourquoi pas lorsqu’on a affaire à un croissant ou une nouvelle Lune. Éventuellement même un Quartier, si l’astre ou l’ombre sont très grands. Mais dans ce cas, comment expliquer la Lune Gibbeuse ?
- 4. Cette hypothèse est très rare au cycle 3. Dans ce cas, montrer des photos de la Lune, de sa surface et demander comment il serait possible qu’un astre si volumineux puisse changer de forme...
- 5. C’est celle qui nous intéresse et que nous allons demander à l’enfant de tester.

Étape suivante, celle des recherches qui permettront de valider les hypothèses émises. Proposer alors à l’enfant de représenter en volume son hypothèse afin de la tester. Pour cela, fournissez-lui le matériel qui pourra lui permettre de le faire : des sphères pour la Terre et la Lune, une lampe pour le Soleil. Et éventuellement d’autres objets s’il en a besoin en fonction de ce qui sera disponible...

Modélisation
Aidez-l’enfant dans ses manipulations. En classe, les élèves travaillent en groupes ce qui permet de disposer du nombre de mains suffisant. Ici, il aura sans doute besoin d’aide pour placer les astres comme il le souhaite. Faites le plus d’obscurité possible dans la pièce pour mieux observer le résultat. Si ce n’est pas possible, attendez le soir pour tester le dispositif.
Si l’enfant ne parvient pas à obtenir le résultat attendu, aidez-le à positionner les astres. La Terre, nous l’avons vu, tourne autour du Soleil (révolution) qui l’éclaire. La Lune, elle, tourne autour de la Terre. Pensez-bien que l’observateur se situe sur Terre. L’enfant peut prendre la place de la sphère qui représente la Terre pour voir la Lune éclairée par le Soleil en différentes positions.
Voyez-vous les phases de la Lune dans l’ordre des observations effectuées en 1.a. ? Si ce n’est pas le cas, demandez à l’enfant pourquoi ? (Elle doit tourner dans l’autre sens...).

Vous pourrez compléter cette modélisation par le visionnage de ce document (source : Fondation La main à la pâte) :

ou encore de celui-ci (Musée de la civilisation) :

Reste à conclure...
Demandez à l’enfant ce qu’il a retenu de ce travail sur les phases de la Lune. Assurez-vous qu’il ne commet pas d’erreur. Puis, aidez-le à formuler une conclusion qu’il recopiera ensuite sur sa fiche.
Elle devra contenir les points suivants :
- La lune change d’apparence au fil des jours. C’est ce qu’on appelle les phases de la Lune.
- C’est la position relative de la Terre, du Soleil et de la Lune qui provoque ce résultat.


Si vous souhaitez aller plus loin...

- Les mouvements relatifs du Soleil, de la Terre et de la Lune (source : Fondation La main à la pâte)

- Un jeu "Trouver l’erreur" - Une sélection d’images truquées contenant des erreurs à retrouver (proposé par Pierre Causeret du Comité de Liaison Enseignants Astronomes - CLEA-). Ayez l’esprit critique, l’esprit scientifique...

- 

- Fabriquer un folioscope (flip book) des phases de la Lune (imprimer seulement les pages 1 et 2) :

- Ou fabriquer un folioscope soi-même en découpant des rectangles de papier blanc et en y dessinant les différentes phases de la Lune...


Si vous souhaitez aller ENCORE plus loin...

- Des livres

- Des logiciels gratuits



Pour toute remarque, question ou pour faire partager des photos de vos expériences à la maison : cms89@ac-dijon.fr