Pourquoi et comment faire de la physique avec des maternelles?

Publié par Céline Neau, le 27 février 2018   240

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Les notions sont complexes et de multiples questions peuvent nous interpeller sur ce sujet. Pourquoi le ciel change-t-il de couleurs en fonction du moment de la journée? Qu'est-ce que la lumière?  Pourquoi les couleurs mélangées donnent du noir en peinture, mais du blanc avec la lumière?  Que se passe-t-il vraiment lorsque l'on regarde à travers un filtre coloré?

Il peut paraître ambitieux de s'attaquer à ces notions de physique avec des élèves de maternelles. C'est pourtant le pari qui est relevé à l'école H.C. Andersen de Rive-de-Gier, dans la classe de Yann Mittler. Deux étudiants en licence 3 de Sciences de la Terre, Muriel et Eloi, sont présent pour apporter leur expertise aux séances.



Assister à une séance avec les maternelles permet tout de suite de comprendre tout ce qui peut être fait à cet âge là. Les enfants ont déjà de multiples idées en tête, ils découvrent chaque jour un peu plus de choses sur le monde qui les entoure. Ce sont des chercheurs, des explorateurs, des observateurs qui commencent par se confronter au réel. Dans son travail autour du développement des jeunes enfants, la professeure en psychologie Alison Goptnik soutient que "Ce ne sont pas les enfants qui sont des scientifiques en herbe, mais les scientifiques qui ont gardé leur esprit d'enfant".

Construire un savoir

Lors de ce travail en classe, cette phrase résonne. L'évidence n'est pas où on l'attend. Lorsque l'enseignant allume un vidéoprojecteur afin de faire des ombres, de nombreux élèves se placent derrière la source lumineuse et lèvent les bras. Il est clair pour eux que leur corps peut créer une ombre. Mais ils n'ont pas encore fait le lien avec la lumière!

La première étape est là. Il est possible de faire de la physique avec les plus jeunes. Il est nécessaire par contre de décortiquer le savoir final et d'avancer les notions de manière très progressive. Première étape : l'ombre est une absence de lumière.



S'appuyer sur leurs capacités

La lumière blanche est en réalité composée d'un mélange d'ondes de différentes longueurs. Si l'on décompose cette lumière, on observe toutes les couleurs du spectre visible de la lumière blanche. Il n'est pas si évident en tant qu'adulte d'appréhender cette notion et de concevoir clairement qu'il n'y a aucune couleur sans lumière. Eloi et Muriel tentent d'expliquer cette notion aux élèves, en faisant tourner un disque de Newton. Trop complexe pour les maternelles? Pas forcément puisqu'une élève fait elle-même le lien avec le soleil : "dans le ciel, s'il pleut et qu'il fait beau, on voit un arc-en-ciel."

Le plus surprenant pour eux n'est peut-être pas de se dire que les couleurs que l'on ne voit pas sont pourtant toutes présentes dans la lumière blanche. Mais peut-être plus, de comprendre comment cela fonctionne. Un élève pose la question : "Qui est-ce qui fait tourner les couleurs du soleil?".  Finalement, il a tellement bien compris la modélisation du disque de Newton qu'il cherche à comprendre l'équivalent dans le monde qu'il observe.

Un savoir qui se construit marche après marche

En fin de Grande Section, ils auront déjà manipulé des filtres colorés, créer des ombres plus ou moins grandes, réfléchi à la manière de faire décoller leur ombre de leur corps.. Tout cela passe par du jeu et de l'expérimentation, des activités toutes simples. Petit à petit, les notions deviennent claires : la dimension de l'ombre dépend de la taille de l'objet, mais également de la distance entre l'objet et la source lumineuse.A force de faire encore et encore, et de se confronter au réel.

Dans les classes suivantes, ils pourront observer les ombres à différents moments de la journée et réfléchir au lien avec la position du Soleil. Par la suite, ils étudieront la position des planètes, mais également les propriétés des ondes lumineuses.

Finalement, être sur des notions de physiques s’avère passionnant pour travailler avec les plus petits. Tout cela est bien parti pour ces élèves de Grande Section. Les premiers jalons sont posés peu à peu, chaque semaine, dans cette classe de Rive-de-Gier.