Météo et climat - Séance 2 - 1h30

Un globe, des climats

Publié le 20 janvier 2022 – Mis à jour le 11 mai 2022

Cette séance est centrée sur l’investigation à partir de modélisations. Il s’agit d’expliquer la répartition des climats et les différences de températures à la surface du globe terrestre et le comportement de l’air en fonction de la température. L’élève comprend que l’existence des zones climatiques est liée à une inégale répartition de l’énergie solaire à la surface de la Terre en raison de sa forme sphérique. Les différences de température au niveau de la surface de la Terre sont à l’origine de mouvements verticaux de l’air : l’air chaud s’élève en altitude, au niveau de l’équateur ; au niveau des pôles, l’air froid redescend vers la surface. Une réflexion sur les limites de l’utilisation des modèles et de la modélisation en sciences est également conduite.

Matériel :

Par élève :

- fiche activité 2
- fiche activité 3 et 4
- bilans 2 et 3
- définition du modèle

A la demande :

- aide à la démarche activité 3

Par groupe A (activité 3)

- papier millimétré
- scotch
- globe
- lampe
- carton troué
- règle

Par groupe B (activité 4)

- potence
- bâton d’encens + briquet
- assiette froide
- assiette chaude

 

Imprimer les feuilles d’activités : activité 2, activités 3 et 4 et les feuilles bilan nécessaires (distribuées à la séance suivante), l’aide à la demande de l’activité 3.

Matériel :

Pour le modèle 1 : globe, lampe, carton avec 3 trous ronds/carrés (permet de calculer des surfaces), papier millimétré ou calque, scotch…)

Pour le modèle 2 : encens, assiette chaude, assiette au congélateur, allumettes
 

QCM 1

10’

via plickers (si les élèves ont déjà fait plickers c’est rapide) ou pdf : Rappels cycle 3

  1. Le centre du système est occupé par > photos soleil, Terre, Saturne
  2. Sans effet de serre la température moyenne à la surface de la Terre serait > +chaude/identique/+froide
  3. L’alternance des saisons est due > rotation de la terre sur elle-même /inclinaison de la Terre sur son orbite/ variations de la distance de la Terre par rapport au soleil.
  4. Sur une carte des climats (type doc 1 p40 du Hatier), déterminer les climats des points 1 et 2 > tempéré/chaud/froid

Mutualisation et harmonisation des connaissances de chaque élève, Carte heuristique à reprendre comme lien avec la séance précédente

Expliquer la répartition des climats

5’

Distribution de la fiche activité 2 avec problème déjà écrit puisque soulevé dans la séance précédente.

Expliquer la consigne et montrer les latitudes sur le globe

Correction du petit tableau

Individuellement, les élèves complètent le tableau avec le graphique et rédigent une phrase réponse à la question

Les élèves corrigent

Utiliser des modèles pour comprendre

30’

Séparation de la classe en 2 ½ classes avec distribution de la feuille d’activités 3 et 4

Activités 3 et 4

Organisation de la séance à donner sous forme de consigne aux élèves :
Chaque 1/2 classe va travailler sur un problème différent et devra réaliser une expérience, représenter les résultats sous forme de schéma et les interpréter. Au bout de 30 minutes ils devront présenter leurs résultats à l'autre moitié de classe et ensuite on fait et ensuite, avec les élèves, on fait les explications pour l’autre expérience lors de la mutualisation (en début de séance 3).les explications pour l’autre expérience.

Travail de groupe

Pour le modèle1

A l’aide du papier millimétré, délimiter la zone éclairée et estimer sa surface (certains vont la calculer si trous carrés).
Éclairer le globe à 2 latitudes différentes (équateur, France).

Pour le modèle2 :

L'air n'est pas visible, c'est un mélange de gaz incolore… Il faut donc le rendre visible à l'aide du matériel proposé

Ensuite les élèves échangent leurs informations de demi-classe en demi-classe.
 

Prévoir les aides à la démarche (à imprimer ou non) pour l’activité 3

Les élèves réalisent la modélisation pour répondre au problème et complètent la fiche : tableau élément du modèle, éléments réels, résultats, critiques du modèle …

Mutualisation et correction

10’

Le matériel utilisé en activités 3 et 4 est posé sur la paillasse du prof et permet de relancer la discussion. L’idéal est de faire parler les élèves de l’activité qu’ils n’ont pas faite.

Le prof pose des questions pour mutualisation :

Leur signaler la notion de modèle et des limites:

  • Faire le lien entre modèle et réalité
  • Qu’est-ce qui ne représente rien dans la réalité ? La plaque trouée. Elle permet de comprendre que la même d’énergie arrive à différentes endroits de la terre.
  • Limite du modèle : taille de la Terre, distance au Soleil, présence de l’atmosphère.

Rq pour l’enseignant : Est-ce que les limites du système nous empêche de conclure ?

Ecrire les bilans

20’

Bilan 2
Faire surligner les mots

BILAN 2

L’existence de ces zones climatiques est liée à une inégale répartition de l’énergie solaire à la surface de la Terre en raison de sa forme sphérique :

  • A l’équateur, l’énergie solaire est concentrée sur une petite surface, il fait donc plus chaud
  • Aux pôles, l’énergie solaire est concentrée sur une grande surface, il fait donc plus froid

Distribution de la définition du modèle :

Définition d’un modèle

Un modèle permet de :

  • Représenter de manière simplifiée pour comprendre un phénomène qui est trop grand ou trop long dans le temps pour être étudié en classe (exemple la place de la Terre dans le système solaire).
  • De représenter ses connaissances de façon dynamique (exemple une maquette de volcan fabriquée par des élèves)

Attention : aucun modèle ne représente fidèlement la réalité, et il est important de repérer ses limites pour pouvoir le comprendre.

Bilan 3 et schéma a p70 Nathan

BILAN 3

L’air chaud s’élève en altitude, au niveau de l’équateur.

Au  niveau des pôles l’air froid redescend vers la surface.

Les différences de température sont donc à l’origine de mouvements verticaux de l’air.

Les élèves tracent les flèches des mouvements d’air verticaux