La lunette de Galilée
Benjamin Banasik
Benjamin Banasik travaille au collège de Sin le Noble depuis 11 ans. Le travail interdisciplinaire lui permet de donner davantage de sens aux apprentissages et de permettre aux élèves de mobiliser des connaissances et des compétences dans un cadre nouveau. Le but du projet Galilée est de concevoir, avec une classe de 4ème, un objet scientifique, de comprendre comment il fonctionne et de le situer par rapport à son contexte historique. En l'occurrence la lunette de Galilée. Les disciplines concernées sont les sciences physiques, le français, les mathématiques et l'italien.
N'ayant pas de cours pluridisciplinaire dans leur collège, les collègues ont décidé de travailler les apprentissages liés au projet chacun dans leur cours mais en se passant le relais, en faisant apparaître un besoin d'éclairage par une autre discipline.
Aujourd'hui, en cours de physique, les élèves de 4ème se sont positionnés par groupes de 5 dans 5 ateliers différents: conception de la lunette, choix des lentilles, calcul du grossissement, différence lunette de Galilée et lunette astronomique, finition. Ils trouvent une fiche descriptive de ce qu'il leur est demandé dans l'atelier. Certains ont apporté de la peinture, d'autres des recherches, et moi des outils (scie, colle, scotch, lentilles, tubes PVC). Chacun participe dans son atelier pour faire avancer le groupe. L'activité dure 2 heures. Les ateliers sont interdépendants: la conception de la lunette nécessite le bon choix de lentille, le calcul du grossissement de la lunette intéresse aussi les concepteurs. L'atelier finition doit connaître les mesures définitives de la lunette pour pouvoir penser la décoration et la peinture. Au bout des deux heures, nous assemblons les différentes pièces et essayons ensemble la lunette. Le résultat est époustouflant pour les élèves: à travers la lunette qu'ils viennent de construire, ils voient la réalité agrandie, en regardant par la fenêtre de la classe.
Quelques semaines auparavant....
Avant de faire travailler les élèves ensemble, il a fallu faire travailler ensemble les enseignants. Comment allait-on "se passer le relais", d'une discipline à l'autre, pour que les élèves soient prêts à travailler le jour de la construction de la lunette?
La concertation a commencé à la fin de l'année scolaire précédente. Nous sommes habitués à travailler en interdisciplinarité. En fonction des classes communes que nous avons, il nous suffit de mettre à plat les programmes et de trouver une problématique commune, ou un objet d'étude commun. C'est ainsi que nous avons trouvé le projet sur la lunette de Galilée. Chaque enseignant se positionne sur des notions et des compétences à travailler avec les élèves, en fonction des programmes, et des étapes du projet. En effet, la lunette ne peut être construite sans avoir étudié en physique le dispositif optique des lentilles, et situer la lunette par rapport au contexte historique. Nous avons programmé les différentes séquences avec l'intention forte de les articuler. Nous nous sommes passés le relais de matière en matière en faisant apparaître un besoin ou l'ouverture vers une autre discipline, du genre « Cet aspect là du projet sera traité avec un autre professeur ».
Tout débute dans le cours de français, où le professeur travaille avec les élèves à partir du film "Galilée ou l'amour de Dieu", réalisé par Jean-Daniel VERHAEGHE. Il s'arrête sur différentes scènes du film et travaille avec les élèves sur le discours argumentatif de Galilée. Les élèves reformulent les preuves apportées par Galilée, avec l'objectif de devoir par la suite concevoir une scénette dans laquelle Galilée présentera sa lunette et ses découvertes. L'objectif est que les élèves comprennent que cet objet scientifique a révolutionné les sciences et la vision du monde.
Premier passage de relais
C'est alors que je prends le relais en cours de physique. J'expose aux élèves les différentes visions du monde aux élèves: le géocentrisme (la terre est au centre du système solaire, les autres astres tournant autour d'elle) et l'héliocentrisme (le soleil est au centre du système solaire, les autres astres tournent autour de lui). La notion de modèle en physique est abordée. Ils comprennent qu'en physique rien n'est figé, les connaissances avancent en fonction des découvertes et de leur compréhension. Une biographie de Galilée est réalisé par les élèves en devoir maison. Différentes notions sont travaillées avec les élèves: distinction entre une étoile et une planète, le système solaire, la structure de l'univers, ce qui amène les élèves à construire un diaporama en salle pupitre sur ce dernier sujet. La conception de la lunette de Galilée ne peut se faire sans la découverte et la connaissance des pièces qui la compose. Nous étudions donc le dispositif optique des lentilles minces. Les élèves découvrent que c'est un objet transparent et circulaire, dont au moins une face est bombée, qui donne une image plus ou moins grande de la réalité.
Second passage de relais
Le professeur de mathématiques a pris le relais. Il travaille avec les élèves le calcul fractionnaire, le calcul littéral, le théorème de Thalès et son prolongement dans une configuration extérieure, la proportionnalité, le grossissement de la lunette. Les formules de conjugaison des lentilles sont démontrées. Ensuite, le travail se poursuit en salle pupitre. Avec le logiciel "geogebra", les élèves programment une lentille convergente, une lentille divergente et assemblent les deux pour visualiser le trajet optique à l'intérieur de la lunette de Galilée.
Et en Italien, les élèves ont travaillé la biographie de Galilée. Ils ont d'abord fait des recherches à la maison puis en classe, l'enseignante a organisé une interview d'un faux Galilée par les élèves.
Cette lunette a été exposée et présentée par les élèves au forum des sciences, lors de la journée de valorisation de l'opération « Sciences collège nord ». Les élèves étaient très fiers de présenter leurs travaux, la lunette de Galilée et de jouer la scénette devant une foule d'élèves, d'enseignants et autres intervenants, dont un extrait est joint à cet article.
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