Un scénario de classe autour de l’astronomie

1. Commentaires généraux sur le projet:

Cet ensemble de document-ressources propose des séances d’activités à la fois pour le cours de sciences et pour celui d’anglais, autour du thème de l’astronomie.

En sciences, on insiste évidemment sur des activités (en anglais) introduisant des notions et des compétences en lien avec une des périodes la plus importante de l’histoire des sciences : le début du XVIIème siècle. L’objectif est le travail actif des élèves, par groupes de 2 ou 3, en leur laissant le temps de comprendre et d'assimiler les aspects essentiels des notions.

En anglais, on insiste sur quatre compétences (compréhension écrite et orale, production écrite et orale), le contexte scientifique fournissant naturellement une dimension culturelle aux activités.

Ce parcours a été pensé comme une introduction à cette période de révolution scientifique pour des élèves de 15 à 16 ans (en classe de 2° ou 1°).

Il peut être prolongé par deux activités très pertinentes (quoique plus difficiles à mener telles quelles avec des élèves de cet âge) proposées par M. Cauchois et P. Merlin (dans le cadre d’un travail remarquable de vulgarisation fait à l’observatoire de Lyon), sur la rétrogradation de Mars et le calcul de son orbite (dans le même esprit historique).

Les activités sont pensées pour être menées en parallèle en anglais et sciences, afin que les élèves fassent clairement le lien entre les différents points de vue abordés, l’objectif étant d’élargir le champ de compétences scientifique et linguistique des élèves par le biais d’un enrichissement culturel.

Au terme des séquences, les élèves devront être sensibilisés à

• L’importance scientifique de la période couvrant les XVIème et XVIIème siècle,

• Le rôle majeur joué par Copernic, Galilée et quelques autres astronomes de premier plan dans l’instauration du modèle héliocentrique comme substitut au modèle géocentrique qui avait prévalu depuis plus de 14 siècles,

• L’ampleur de l’héritage de cette période en termes scientifiques, techniques, religieux et philosophiques.

Ils seront également initiés à la manipulation d'un logiciel d’astronomie et à un moteur de recherche scientifique.

1. Les activités :

En conséquence, le parcours est constitué de deux parties  :

2.1 Activités scientifiques :

Le cadre général est la découverte et l’étude d’un mouvement inhabituel d’un astre dans le ciel (la rétrogradation de Mars), en comprenant progressivement ce qui se passe. Ce faisant, on en profite pour introduire des compétences élémentaires de calcul, de manipulation de formules, d’utilisation de logiciels adaptés, le tout en précisant le contexte historique de l’époque.

Chaque activité est prévue pour durer entre 1h et 2h, en utilisant largement les TICE et notamment une plate-forme collaborative. Les élèves des différents groupes utilisent ce genre d’outils pour travailler et échanger entre eux et rendre leurs travaux au professeur de la même manière. Il est ainsi particulièrement facile au professeur de mettre à disposition des élèves documents et liens intéressants.

Il faut garder à l’esprit la difficulté pour ces élèves à entrer de façon autonome dans un problème de cette nature et le rôle essentiel du professeur dans cet accompagnement, qui est difficilement descriptible ici. Il doit par exemple gérer des rythmes de progression différents entre les groupes, des phases communes de synthèse et le travail attendu à la maison d’une séance à l’autre.

Le corpus de documents pour le cours de sciences est composé de :

• Séance 1 et 2 : Travail sur les ordres de grandeur pour tester la capacité des élèves à faire rapidement des calculs liés à des grandeurs astronomiques (calculs de distances, énergies, temps, vitesses). Un logiciel de calcul formel est utilisé pour fournir des résultats exacts, des calculs algébriques, des conversions d’unités ou des ordres de grandeur.

• Séance 3 : Travail sur quelques formules astronomiques importantes et sur Wolframalpha (comme moteur de recherche scientifique).

• Séance 4 : Étude d’une configuration astronomique historique avec Stellarium, en partant d’un document de Galilée.

• Séance 5 : Repérage céleste et découverte de notre astre inconnu.

2.2 Activités linguistiques :

Nous proposons une sélection de documents avec des indications d’utilisation en classe. Il est clair que chaque activité devra être adaptée en fonction de la classe considérée et des attendus des différents systèmes éducatifs.

Le corpus des documents pour le cours d’anglais se compose de :

• Deux vidéos: « Cosmic Voyage » and « Powers of Ten » : l'un des objectifs principaux est l’appropriation du vocabulaire spécifique lié à l’astronomie. Il est donc pertinent de se limiter à la première partie des vidéos (l’autre explorant les puissances négatives donc allant vers l’infiniment petit). Quelques points de grammaire ont été soulignés, mais des activités complémentaires seront éventuellement nécessaires en fonction de la classe considérée.

• Une frise scientifique à construire à partir d’extraits de biographies de huit astronomes célèbres, d’Aristote à Newton.

• Un travail collaboratif visant à découvrir plus en détail la vie et l’œuvre scientifique de quatre astronomes importants : Aristote, Ptolémée, Copernic et Galilée. On utilise un ensemble de liens que le professeur adapte en fonction de sa classe. Ce projet est développé dans un fichier spécifique.

• Des activités sur deux vidéos traitant des impacts philosophiques et religieux du passage du système géocentrique au système héliocentrique.

• Des activités de lecture sur un texte extrait du site Galileo Project traitant de ses problèmes avec la Sainte Inquisition.

Les documents sont donnés avec les fiches de travail élèves associées et une sélection de sites Internet quand c’est nécessaire.

Auteurs:

Christian Marchal, christian.marchal@ac-aix-marseille.fr

Fabien Jeannier, fabien.jeannier@ac-aix-marseille.fr

Lycée général et technologique Aristide Briand

20 avenue du Commandant Dumont

05 000 GAP

FRANCE