Publié : 31 mars 2004

Cycle 3 : Le Ciel et la Terre

Extrait du Document réalisé par les conseillers pédagogiques du Haut-Rhin - Mai 2003

Avoir compris et retenu :
- quelques phénomènes astronomiques : "course du soleil" ; durée des jours et des nuits ; évolution au cours des saisons (calendrier) ; lien avec la boussole et les points cardinaux ; un petit nombre de modèles simples concernant ces phénomènes ; le système solaire et l’Univers
Savoir :

  • constater qu’un objet opaque éclairé par une source de lumière présente une partie sombre (ombre propre), et que la partie éclairée se présente sous différentes formes en fonction de la perspective sous laquelle elle est observée
  • déterminer, dans le cas d’un objet opaque éclairé par une source de lumière, dans quelles positions l’observateur peut voir (totalement ou partiellement) la source qui éclaire
  • utiliser les points cardinaux pour repérer une direction à partir d’un lieu sur Terre
  • utiliser une boussole pour repérer une direction
  • utiliser une boussole pour progresser dans une direction donnée
  • se rendre compte que ces repérages sont relatifs : tel lieu est à l’est (ou au nord) de tel autre, mais à l’ouest (ou au sud de tel autre
  • se rendre compte qu’il existe un pôle Nord et un pôle Sud (points de la surface terrestre par lesquels passe l’axe de rotation de la Terre et en direction desquels s’orientent approximativement les boussoles), mais en revanche qu’il n’existe pas de pôle Est , ni de pôle Ouest
  • mettre en évidence qu’une boussole est une aiguille aimantée qui s’oriente approximativement dans la direction nord-sud pour peu qu’elle ne subisse pas d’interaction avec d’autres aimants ou avec des objets constitués de fer
  • représenter qualitativement la trajectoire apparente du soleil dans le ciel et son évolution au fil de l’année
  • se rendre compte que la trajectoire la plus courte est à la date du solstice d’hiver (le soleil est au plus bas sur l’horizon et la plus longue à la date du solstice d’été (le soleil est alors haut dans le ciel)
  • se rendre compte que, dans l’hémisphère Nord, la trajectoire est parcourue de gauche à droite pour un observateur tourné vers le soleil
  • mettre en évidence, par une observation directe, que le soleil n’apparaît pas et ne disparaît pas tous les jours à la même heure
  • mettre en relation cette évolution avec celle du mouvement apparent du soleil
  • exploiter un calendrier pour déterminer les caractéristiques de chaque saison et les dates (équinoxes, solstices) qui marquent le début de chacune d’entre elles
  • se rendre compte que la Terre, en plus de sa rotation sur elle-même, effectue une révolution autour du soleil en environ 365ours et 6 heures
  • examiner , à partir d’une modélisation matérielle élémentaire du système solaire (une boule et une source de lumière, différentes hypothèses destinées à expliquer l’alternance des journées et des nuits et conclure qu’aucune observation familière ne permet de les départager entièrement
  • se rendre compte que la Terre tourne sur elle-même d’un tout en 24 heures
  • retrouver le sens de rotation de la Terre sur elle-même à partir de l’observation du mouvement apparent du soleil
  • se rendre compte que la Terre, vue du soleil, décrit une trajectoire qui est pratiquement un cercle centré sur celui-ci et que, de même, les trajectoires des planètes autour du soleil sont assimilables à des cercles centrés sur le soleil
  • se rendre compte que la Lune tourne autour de la Terre
  • réaliser une représentation à l’échelle des dimensions des planètes
  • réaliser une représentation à l’échelle des dimensions des orbites
  • se rendre compte qu’il n’est pas possible d’utiliser la même échelle dans les deux cas
  • se rendre compte que la durée de la rotation de la Terre sur elle-même et celle de la révolution autour du Soleil ont depuis longtemps servi d’unités à la mesure des durées
  • connaître la correspondance entre la durée de la rotation de la Terre sur elle-même et les unités heure, minute, seconde
  • fabriquer et manipuler quelques dispositifs présentant un intérêt historique : gnomon, sablier, clepsydre, pendule...
  • connaître les phases d’une éruption volcanique, les caractéristiques d’un séisme
  • localiser des volcans en activité et comprendre que la connaissance des volcans actuels nous permet de retrouver l’histoire des anciens volcans
  • mettre en oeuvre, dans les régions à risque, les attitudes à adopter en cas de risque majeur, de séisme ou d’éruption volcanique