Cette séquence consiste à identifier la fonction principale de quelques outils manuels utilisés dans les métiers de l'agriculture. Les outils seront étudiés par une approche fonctionnelle.
L'étude de ces outils sera l'occasion de développer la notion de mécanisme simple et plus particulièrement celui de levier. Les notions de force, de bras de levier et point d'appui seront abordées.
Documents à télécharger⚓
Les métiers de l'agriculture générateurs de revenus⚓
Découverte de plusieurs outils utilisés dans les métiers de l'agriculture⚓
Déroulement de la séance
Étape | Durée | Ce que fait l’enseignant | Ce que fait l’élève |
Temps 1 Situation de départ | 15 min | Présentation des objectifs de la séance : Découverte de plusieurs outils manuels utilisés dans les métiers de l'agriculture. L'enseignant demande aux apprenants de se mettre en groupes de 5 ou 6 participants. Il demande aux apprenants d'identifier les noms et fonctions principales des outils manuels utilisés dans les métiers de l'agriculture en Haïti. Recueille des hypothèses Les hypothèses des élèves sont listées dans un tableau :
| Les apprenants se mettent en groupe de 5 ou 6. Les apprenants identifient les noms et les fonctions principales des outils manuels utilisés dans les métiers de l'agriculture en Haïti et présentent leurs réponses sous forme de tableau. |
Temps 2 Investigation sur les outils utilisés dans les métiers de l'agriculture en Haïti | 40 min | L'enseignant distribue une documentation aux différents groupes. Cette documentation devra contenir des photographies des outils manuels utilisés dans l'agriculture en Haïti, L'enseignant demande aux apprenants, pour chaque outil : 1. de préciser la fonction principale et les fonctions de contraintes à partir d'un diagramme fonctionnel ; 2. de le représenter à l'aide d'un croquis. | Les apprenants en groupe analysent la documentation et précisent pour chaque outil analysé la fonction principale, les fonctions de contrainte. Ils réalisent aussi un croquis de chacun des outils. Ils présentent les résultats de leurs travaux sous la forme d'un diagramme fonctionnel. |
Temps 3 Restitution, débats et mise en commun | 30 min | L'enseignant demande à chaque groupe de présenter ses travaux à l'ensemble de la classe. L'enseignant anime les débats dans la classe, favorise les échanges. Il régule et amène les apprenants à améliorer leurs travaux. | Un représentant de chaque groupe présente les travaux de son groupe. Cette présentation se fera à l'orale pour une durée de 2 à 3 minutes. Les apprenants échangent et débattent sur leurs différentes présentations. |
Temps 4 Synthèse, trace écrite | 35 min | L'enseignant demande aux apprenants de faire le point sur ce qu'ils ont appris. Il est attendu une analyse fonctionnelle des outils avec pour chacun, la description de la fonction principale et les fonctions de contraintes. Une représentation graphique peut être utilisée. (voir *) FC2 L'enseignant aide les apprenants à faire la synthèse de la séance et rédige cette synthèse sur le tableau de la classe. Un lien est fait avec les hypothèses de départ. Il leur demande de consigner dans leur cahier l'essentiel de ce qu'ils ont appris de la séance. | Aidés par l'enseignant, les apprenants font le point de ce qu'ils ont appris à partir de la séance. Les apprenants écrivent la synthèse de la séance dans leur cahier. Les apprenants consignent dans leur cahier le travail de recherche à faire. |
*
Un levier inter-appui : la pince⚓
Déroulement de la séance
Étape | Durée | Ce que fait l’enseignant | Ce que fait l’élève |
Temps 1 Présentation de l'objectif de la séance | 10 min | Présentation des objectifs de la séance : étudier un levier inter-appui : une pince et identifier les conditions de son fonctionnement. L'enseignant demande aux apprenants de se mettre en groupes de 5 ou 6 participants. Il demande aux apprenants de dire en trois ou quatre lignes ce qu'ils savent sur l'utilisation (à quoi sert l'outil) et le fonctionnement d'une pince. L'enseignant recueille les hypothèses des apprenants sans les commenter. | Les apprenants se mettent en groupe de 5 ou 6. Les apprenants disent en trois ou quatre lignes ce qu'ils savent sur l'utilisation et le fonctionnement d'une pince. |
Temps 2 Investigation sur le fonctionnement d'une pince et sa représentation. | 20 min | L'enseignant présente une pince à l'ensemble de la classe (le cas échéant la photo d'une pince). Il fait circuler la pince à travers les groupes et leur demande de l'observer attentivement. Il demande aux apprenants :
L'enseignant s'assure que tous les membres de chaque groupe participent au travail. | Les apprenants en groupe observent la pince (ou sa photo) Chaque groupe réalise le travail demandé en respectant les consignes de l'enseignant. Ils font le schéma d'une pince en indiquant le point d'appui O, le point d'application B de la charge R (force résistante) et le point d'application A de la force motrice F (utilisateur). Ils définissent la condition de l'équilibre de l'outil. Ils indiquent comment modifier les bras de levier pour diminuer la force exercée par l'utilisateur. Ils indiquent d'autres outils qui fonctionnent suivant le même principe. NB. Si l'on dispose d'une pince, les apprenants seront invités à la manipuler et déplacer le point d'appui O ou le point d'application de la force motrice F à différentes positions et vérifier qu'à chaque fois l'effort à réaliser est différent et dans quel sens il varie. Ils peuvent aussi simuler la pince à l'aide de deux règles rigides en bois. |
Temps 3 Restitution, débats et mise en commun | 30 min | L'enseignant demande à chaque groupe de présenter ses travaux à l'ensemble de la classe. L'enseignant anime les débats dans la classe, favorise les échanges. L'équation de la condition d'équilibre est établie. Il régule et amène les apprenants à améliorer leurs travaux. | Un représentant de chaque groupe présente les travaux de son groupe. Cette présentation se fera à l'orale pour une durée de 2 à 3 minutes. Les apprenants échangent et débattent sur les différents travaux présentés. |
Temps 4 Synthèse, trace écrite | 35 min | L'enseignant demande aux apprenants de faire le point sur ce qu'ils ont appris. Il est attendu une synthèse qui présente l'utilisation et le fonctionnement d'une pince. Une schématisation doit être utilisée. (voir *)
Il leur demande de consigner dans leur cahier l'essentiel de ce qu'ils ont appris de la séance. | Aidés par l'enseignant, les apprenants font le point de ce qu'ils ont appris à partir de la séance. Les apprenants écrivent la synthèse de la séance dans leur cahier. Les apprenants consignent dans leur cahier le travail de recherche à faire. |
*
Une brouette. Un levier inter-résistant⚓
Déroulement de la séance
Étape | Durée | Ce que fait l’enseignant | Ce que fait l’élève |
Temps 1 Présentation de l'objectif de la séance | 10 min | Présentation des objectifs de la séance : étudier un levier inter-résistant : une brouette et identifier les conditions de son fonctionnement. L'enseignant demande aux apprenants de se mettre en groupes de 5 ou 6 participants. Il demande aux apprenants de dire en trois ou quatre lignes ce qu'ils savent sur l'utilisation et le fonctionnement d'une bouette. . L'enseignant recueille les hypothèses des apprenants sans les commenter. | Les apprenants se mettent en groupe de 5 ou 6. Les apprenants disent en trois ou quatre lignes ce qu'ils savent sur l'utilisation et le fonctionnement d'une bouette. |
Temps 2 Investigation sur le fonctionnement d'une pince et sa représentation. | 20 min | L'enseignant présente une brouette à l'ensemble de la classe (le cas échéant la photo d'une brouette). Il leur demande de l'observer attentivement. Il demande aux apprenants :
L'enseignant s'assure que tous les membres de chaque groupe participent au travail. | Les apprenants en groupe observent la brouette (ou sa photo) Chaque groupe réalise le travail demandé en respectant les consignes de l'enseignant. Ils font le schéma d'une brouette en indiquant le point d'appui O, le point d'application B de la charge R (force résistante) et les points d'applications A et A' des forces motrices F et F' exercées par l'utilisateur. Ils établissent l'équation d'équilibre de l'outil. Ils indiquent comment déplacer la caisse sur le porte-charge pour diminuer la force exercée par l'utilisateur. Ils indiquent d'autres outils qui fonctionnent suivant le même principe. NB. Si l'on dispose d'une brouette, les apprenants seront invités à la manipuler et placer la charge à différentes distances du point d'appui et des points d'application des forces motrices pour vérifier qu'à chaque fois l'effort à réaliser est différent et dans quel sens il varie. |
Temps 3 Restitution, débats et mise en commun | 10 min | L'enseignant demande à chaque groupe de présenter ses travaux à l'ensemble de la classe. L'enseignant anime les débats dans la classe, favorise les échanges. Il régule et amène les apprenants à améliorer leurs travaux. | Un représentant de chaque groupe présente les travaux de son groupe. Cette présentation se fera à l'orale pour une durée de 2 à 3 minutes. Les apprenants échangent et débattent sur les différents travaux présentés. |
Temps 4 Synthèse, trace écrite | 20 min | L'enseignant demande aux apprenants de faire le point sur ce qu'ils ont appris. Il est attendu une synthèse qui présente l'utilisation et le fonctionnement d'une brouette. Une schématisation doit être utilisée. (voir *)
Il leur demande de consigner dans leur cahier l'essentiel de ce qu'ils ont appris de la séance. | Aidés par l'enseignant, les apprenants font le point de ce qu'ils ont appris à partir de la séance. Les apprenants écrivent la synthèse de la séance dans leur cahier. Les apprenants consignent dans leur cahier le travail de recherche à faire. |
*
Une pelle. Un levier inter-moteur⚓
Déroulement de la séance
Étape | Durée | Ce que fait l’enseignant | Ce que fait l’élève |
Temps 1 Présentation de l'objectif de la séance | 20 min | Présentation des objectifs de la séance : étudier un levier inter-moteur : une pelle et identifier les conditions de son fonctionnement. L'enseignant demande aux apprenants de se mettre en groupes de 5 ou 6 participants. Il demande aux apprenants de dire en trois ou quatre lignes l'utilisation et le principe de fonctionnement d'une pelle. L'enseignant recueille les hypothèses des apprenants sans les commenter. | Les apprenants se mettent en groupe de 5 ou 6. Les apprenants disent en trois ou quatre lignes ce qu'ils savent sur l'utilisation et le principe de fonctionnement d'une pelle. |
Temps 2 Investigation sur le fonctionnement d'une pince et sa représentation. | 40 min | L'enseignant présente une pelle à l'ensemble de la classe (le cas échéant la photo d'une pelle). Il leur demande de l'observer attentivement. Il demande aux apprenants :
L'enseignant s'assure que tous les membres de chaque groupe participent au travail. | Les apprenants en groupe observent la pelle (ou sa photo) Chaque groupe réalise le travail demandé en respectant les consignes de l'enseignant. Ils font le schéma d'une pelle en indiquant le point d'appui O, le point d'application B de la charge R (force résistante) et le point d'application A de la force motrice F exercée par l'utilisateur. Ils établissent l'équation d'équilibre de l'outil. Ils indiquent comment modifier les bras de levier pour diminuer la force exercée par l'utilisateur. Ils indiquent d'autres outils qui fonctionnent suivant le même principe. NB. Si l'on dispose d'une pelle, les apprenants seront invités à la manipuler et placer les mains à des positions différentes pour vérifier qu'à chaque fois l'effort à réaliser est différent et dans quel sens il varie. |
Temps 3 Restitution, débats et mise en commun | 20 min | L'enseignant demande à chaque groupe de présenter ses travaux à l'ensemble de la classe. L'enseignant anime les débats dans la classe, favorise les échanges. Il régule et amène les apprenants à améliorer leurs travaux. | Un représentant de chaque groupe présente les travaux de son groupe. Cette présentation se fera à l'orale pour une durée de 2 à 3 minutes. Les apprenants échangent et débattent sur les différents travaux présentés. |
Temps 4 Synthèse, trace écrite | 40 min | L'enseignant demande aux apprenants de faire le point sur ce qu'ils ont appris. Il est attendu une synthèse qui présente le fonctionnement d'une pelle. Une schématisation doit être utilisée. (voir *)
Il leur demande de consigner dans leur cahier l'essentiel de ce qu'ils ont appris de la séance. | Aidés par l'enseignant, les apprenants font le point de ce qu'ils ont appris à partir de la séance. Les apprenants écrivent la synthèse de la séance dans leur cahier. Les apprenants consignent dans leur cahier le travail de recherche à faire. |
*
Résoudre un problème relatif à l'équilibre d'un levier⚓
Déroulement de la séance
Étape | Durée | Ce que fait l’enseignant | Ce que fait l’élève |
Temps 1 Présentation de l'objectif de la séance | 20 min | Présentation des objectifs de la séance : Résoudre un problème relatif à l'équilibre d'un levier en réalisant un croquis légendé et une maquette de l'outil. L'enseignant demande aux apprenants de se mettre en groupes de 5 ou 6 participants. Il demande aux apprenants de proposer une solution soulever une charge de 100 kg en utilisant un outil qui fonctionne suivant le principe des leviers. L'enseignant recueille les hypothèses des apprenants sans les commenter. Les des apprenants sont listées dans un tableau comme suit :
| Les apprenants se mettent en groupe de 5 ou 6. Les apprenants le principe proposent des solutions pour transporter une charge de 100 kg en utilisant un outil qui fonctionne suivant le principe des leviers. |
Temps 2 Investigation et conception de l'outil | 40 min | L'enseignant présente les consignes qui doivent guider les apprenants dans la résolution du problème posé précédemment. Il demande aux apprenants :
L'enseignant s'assure que tous les membres de chaque groupe participent au travail. | Chaque groupe réalise le travail demandé en respectant les consignes de l'enseignant. Ils réalisent le croquis légendé de l'outil en indiquant le point d'appui O, le point d'application B de la charge R (force résistante) et le point d'application A de la force motrice F exercée pour transporter la charge de 100 kg. Ils indiquent comment modifier les bras de levier pour diminuer la force exercée. |
Temps 3 Restitution, débats et mise en commun | 30 min | L'enseignant demande à chaque groupe de présenter ses travaux à l'ensemble de la classe. L'enseignant anime les débats dans la classe, favorise les échanges. Il régule et amène les apprenants à améliorer leurs travaux. L'enseignant évalue les apprenants à l'aide d'une grille de compétences. | Un représentant de chaque groupe présente les travaux de son groupe. Cette présentation se fera à l'orale pour une durée de 2 à 3 minutes. Les apprenants échangent et débattent sur les différents travaux présentés. |
Temps 4 Synthèse, trace écrite | 35 min | L'enseignant demande aux apprenants de faire le point sur ce qu'ils ont appris. Il est attendu une synthèse qui présente les caractéristiques des outils de l'agriculture qui fonctionnent suivant le principe des leviers. Il leur demande de consigner dans leur cahier l'essentiel de ce qu'ils ont appris de la séance. | Aidés par l'enseignant, les apprenants font le point de ce qu'ils ont appris à partir de la séance. Les apprenants écrivent la synthèse de la séance dans leur cahier. Les apprenants consignent dans leur cahier le travail de recherche à faire. |
Production attendue :
Les apprenants devront identifier les outils par rapport aux classes de levier.
Trace écrite pour l'élève :
Certains outils à main utilisés dans les métiers de l'agriculture sont des systèmes mécaniques simples comme le levier.
Un levier permet d'amplifier un mouvement ou d'amplifier un effort. Cependant, il n'est pas possible d'augmenter la vitesse et la force en même temps. L'amplification du mouvement se fait aux dépens de l'effort, et l'amplification de l'effort se fait aux dépens de la vitesse et de l'amplitude du mouvement.
Un levier est composé d'un bras de levier, de force qui s'exerce et d'un point d'appui. Le bras de levier est la distance séparant une extrémité du levier et son point d'appui.
On regroupe les leviers en trois classes, fonction de la position du point d'appui et des forces en entrée et sortie :
Première classe : levier inter-appui
Le point d'appui est situé entre les deux forces. Exemple : une pince.
Deuxième classe : levier inter-résistant
Le point d'appui est à une extrémité du levier, la force exercée à l'autre, la force résultante se situe entre les deux. Exemple : une brouette.
Troisième classe : levier inter-moteur
Le point d'appui est à une extrémité du levier, la force résultante à l'autre, la force exercée se situe entre les deux. Exemple : une pelle.
Il y a le point d'équilibre lorsque :
la force de résistance x le bras de charge = la force motrice x le bras de force
Evaluation et régulation :
Savoirs évalués | Critères attendus | Ne maitrise pas encore (0 point) | Maitrise avec aide (1 point) | Maitrise (2 points) |
|---|---|---|---|---|
Identifier la fonction principale d'un outil | A quoi sert l'outil ? | |||
Nommer des fonctions secondaires | Pourquoi à t-il cette forme ? | |||
Définir le fonctionnement d'un mécanisme simple (le levier) | Amplifier le mouvement Amplifier la force | |||
Classer des outils en fonction des classes de levier | Levier inter-appui Levier inter-résistant Levier inter-moteur | |||
Schématiser un mécanisme | Force, point d'appui, bras de levier |
Eléments de remédiation :
Des visites d'exploitations agricoles peuvent être effectuées afin de rencontrer les professionnels du secteur et les outils utilisés. Ces rencontres vont permettre la fonction des outils dans des situations réelles.