Équilibre

Une activité tirée du manuel Les Maths à la découverte des Sciences, CM2.

💡 L'idée de cette acitivité était de partir de la notion d'équilibre pour aboutir à la notion du milieu d'un segment.

La consigne donnée aux élèves étaient :

Xavier se demande comment sa règle plate peut tenir en équilibre posée sur un objet cylindrique (il utilise son tube de colle). Il réalise plusieurs expériences, d'abord avec la règle seule, puis en la chargeant avec des pièces de son jeu de construction, toutes identiques.

1. Compléter les conclusions de son compte-rendu d'expériences :

   1. La règle seule est en équilibre quand son ……………………………. est posé sur le tube.

   2. La règle reste en équilibre quand une même charge est posée ……………………………………

   3. Quand la charge est plus lourde d'un côté, elle doit être placée plus ……………………………… pour que la règle soit en équilibre.

2. Comment appelle-t-on ce point d'équilibre ?

3. Qu'est-ce que le milieu d'un segment ?

4. Comment peut-on déterminer/placer le milieu d'un segment ?

Lors du premier essais de cette activité avec les élèves, les élèves ont été passifs. Est-ce du fait qu'ils n'ont pas l'habitude de manipuler en cours de maths ? N'avaient-ils pas compris la consigne ? Ce qu'on attendaient d'eux ?
Je suis donc intervenue en leur disant que pour compléter le compte-rendu qu'ils pouvaient tenter de récréer les expériences de Xavier. Je me suis heurtée à un problème que je n'avais pas vu venir (même de loin), un problème de matériel : "Madame, je n'ai pas de règle !" ,"Madame, je n'ai pas de colle !".
Une règle 📏 ... un bâton de colle ... n'est-ce pas le matériel nécessaire que devrait avoir les élèves dans leur trousse ? Surtout une règle en cours de mathématiques ?
En guise de correction, je me suis appuyée sur les photos extraites du manuel. 

A l'opposé, dans la seconde classe, la plupart des élèves sont passés par la case manipulation pour tenter de remplir le compte-rendu de Xavier.

Expérience de la règle en équilibre sur le bâton de colle

 
Expérience (où les charges sont identiques ?)

Il y a eu quelques dérives, c'est-à-dire des constructions de "tours" de chaque côté de la règle. Dommage que la sonnerie de fin d'heure est interrompue la partie expérimentale. Les élèves ont dû terminé l'activité à la maison pour la séance suivante. 

Lors de la correction, je me suis aussi appuyée sur les photos extraites du manuel. Les élèves avaient pu compléter le compte-rendu. 

A la question 2, les élèves ont parlé de centre, puis de milieu. C'est effectivement l'idée de l'activité : introduire la notion du milieu d'un segment. Cependant, ici, il me semble que la question se veut être plus générale. Nous avons donc abordé la notion de centre de gravité en le définissant comme étant un point d'équilibre. 

A la question 3, les élèves ont compris la question comme étant "comment place-t-on le milieu d'un segment ?". Ils n'ont pas fait le lien entre ce qui précède et la question. 
Le milieu d'un segment est donc son point d'équilibre, c'est-à-dire son centre de gravité.

Du coup, nous avons déjà répondu à la question 4 par le biais de la question 3. 

D'un point de vu personnel, je trouve qu'il s'agit d'une belle activité qui illustre le fameux tryptique Manipuler, Verbaliser, Abstraire. Si je devais refaire cette activité, je veillerais à ce que la sonnerie de fin d'heure n'interrompte pas la partie expérimentale, donc placer l'activité un peu plus tôt dans la séance. J'insisterai aussi sur le fait que la règle (de notre expérience) modélise un segment.