Sciences et technologie · CE1

Idées d’apprentissage actif

L'ombre portée et l'ombre propre

Les élèves apprennent mieux en manipulant des objets concrets et en observant des phénomènes directement. Cette séquence sur les ombres propres et portées s’appuie sur des expériences visuelles et collaboratives pour ancrer la distinction entre ces deux concepts, souvent confondus. Travailler avec des lampes et des formes géométriques rend la théorie tangible et mémorable.

• Programmes Officiels
• MEN: Cycle 2 - Modéliser des phénomènes naturels

• 20–35 min
• Binômes → Classe entière
• 4 activités

Activité 01

• Cercle de recherche
• 30 min · Petits groupes

Cercle de recherche: Deux ombres pour un objet

En petits groupes, les élèves éclairent une balle avec une lampe torche et identifient la zone sombre sur la balle (ombre propre) et celle sur la table (ombre portée). Ils dessinent les deux ombres et les colorient différemment pour bien les distinguer.

Distinguer l'ombre propre d'un objet de son ombre portée.

Conseil de facilitation

Pendant l’activité Collaborative Investigation, circulez pour vérifier que chaque groupe utilise deux couleurs distinctes pour marquer l’ombre propre et l’ombre portée sur chaque objet.

À observer

Distribuez une feuille avec le dessin d'un objet (ex: un cône) éclairé par une lampe. Demandez aux élèves d'entourer l'ombre propre de l'objet et de tracer l'ombre portée sur le sol. Posez la question : 'Que se passerait-il si la lampe était plus haute ?'

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Autogestion
• Conscience de soi

Activité 02

• Penser-Partager-Présenter
• 20 min · Binômes

Penser-Partager-Présenter: Où est l'ombre propre ?

L'enseignant éclaire différents objets et demande de pointer l'ombre propre puis l'ombre portée. Les élèves identifient seuls, comparent avec un voisin, puis vérifient ensemble. L'exercice se complexifie avec des objets de formes variées (cube, cylindre, cône).

Expliquer pourquoi l'ombre portée change de forme et de taille.

Conseil de facilitation

Lors du Think-Pair-Share, demandez à chaque élève de présenter son observation à son partenaire avant la mise en commun pour impliquer tout le monde.

À observer

Montrez aux élèves une photographie d'une scène avec des ombres (ex: un arbre et son ombre). Posez les questions : 'Où est la source de lumière ? Comment savez-vous que c'est l'ombre portée ? Pouvez-vous identifier l'ombre propre de l'arbre ?'

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Conscience de soi
• Compétences relationnelles

Activité 03

• Rotation par ateliers
• 35 min · Petits groupes

Rotation par ateliers: Les ombres sous toutes les coutures

Trois ateliers : dessiner l'ombre propre et l'ombre portée d'un cube éclairé sous différents angles, observer comment l'ombre portée s'allonge quand la source est basse, comparer les ombres d'objets opaques et translucides. Rotation toutes les 10 minutes.

Analyser comment l'orientation de la lumière affecte les ombres.

Conseil de facilitation

Pendant la Station Rotation, placez une lampe fixe dans chaque station et demandez aux élèves de noter les changements de forme et de taille des ombres selon l’angle de l’objet.

À observer

Pendant l'activité de manipulation, circulez dans la classe avec une lampe et différents objets. Demandez à chaque élève de montrer l'ombre propre de l'objet et de positionner l'objet pour créer une ombre portée spécifique (ex: longue et fine, courte et large).

• Mémoriser
• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Autogestion
• Compétences relationnelles

Activité 04

• Galerie marchande
• 25 min · Classe entière

Galerie marchande: La galerie des doubles ombres

Les élèves affichent leurs dessins légendés montrant l'ombre propre (sur l'objet) et l'ombre portée (sur la surface) pour trois objets différents. La classe circule et vérifie que les légendes sont correctes, en discutant les cas ambigus.

Distinguer l'ombre propre d'un objet de son ombre portée.

À observer

Distribuez une feuille avec le dessin d'un objet (ex: un cône) éclairé par une lampe. Demandez aux élèves d'entourer l'ombre propre de l'objet et de tracer l'ombre portée sur le sol. Posez la question : 'Que se passerait-il si la lampe était plus haute ?'

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Créer
• Compétences relationnelles
• Conscience sociale

Quelques notes pour enseigner cette unité

Commencez par des objets simples comme des balles ou des cylindres pour éviter la surcharge cognitive. Évitez les explications trop longues sur la lumière avant que les élèves n’aient observé par eux-mêmes. Utilisez des questions ouvertes comme 'Que remarquez-vous ?' pour guider leur réflexion sans orienter leurs réponses. La recherche montre que les élèves retiennent mieux quand ils formulent eux-mêmes les concepts à partir de leurs observations.

À la fin de ces activités, les élèves doivent pouvoir identifier et distinguer clairement l’ombre propre d’un objet et son ombre portée sur une surface. Ils devraient aussi expliquer pourquoi la forme ou l’intensité de ces ombres varie selon la position de la source lumineuse et l’orientation de l’objet.

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Attention à ces idées reçues

• During Collaborative Investigation, watch for students who draw both shadows in the same color or fail to distinguish between the dark area on the object and the shadow on the table.

  Demandez aux élèves de reprendre leur dessin avec deux feutres de couleurs différentes (ex : rouge pour l’ombre propre, bleu pour l’ombre portée) et de légender chaque zone. Utilisez la lampe pour montrer concrètement la différence entre les deux ombres.

• During Think-Pair-Share, watch for students who assume the dark side of an object is always completely black, regardless of ambient light.

  Dans une pièce bien éclairée, placez un objet et demandez aux élèves d’observer l’ombre propre. Montrez-leur que dans une pièce sombre, l’ombre propre s’assombrit. Faites varier l’éclairage ambiant pour illustrer ce point.

• During Station Rotation, watch for students who believe the shape of the shadow always matches the object exactly, even when the object is tilted.

  Donnez aux élèves des objets cylindriques et demandez-leur de les incliner progressivement. Ils verront que l’ombre passe d’un cercle à un rectangle. Utilisez une feuille blanche pour tracer l’ombre à chaque étape et comparer les formes.

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Méthodes utilisées dans ce dossier

• Cercle de recherche
• Penser-Partager-Présenter
• Rotation par ateliers
• Galerie marchande