    Informer et accompagner
    les professionnels de l’éducation
                                                      ÉVALUATION                              CYCLES 2                            3 4

                                             PHYSIQUE-CHIMIE


                                                 Le mont Tavurvu : un volcan explosif




                                            COMPOSANTE(S) DU SOCLE COMMUN
                                            D4    |   Les systèmes naturels et les systèmes techniques




                                            ÉLÉMENTS SIGNIFIANTS
                                            Mener une démarche scientifique, résoudre un problème (D4)
                                            • Extraire, organiser les informations utiles et les transcrire dans un langage adapté
                                            • Mettre en œuvre un raisonnement logique simple
                                            • Mettre en œuvre un protocole expérimental
                                            • Pratiquer le calcul numérique (exact et approché) et le calcul littéral
                                            • Communiquer sur ses démarches, ses résultats et ses choix en argumentant



                                        Situation d’évaluation
                                        Thème : des signaux pour observer et pour communiquer

                                        Attendus de fin de cycle
                                        Caractériser différents types de signaux (lumineux, sonores, radio...).

                                        Utiliser les propriétés de ces signaux.


                                        Connaissances et compétences associées
                                        Signal et information : Comprendre que l’utilisation du son et de la lumière permet d’émettre,
                                        de transporter un signal donc une information.

                                        Nature de la situation d’évaluation
                                        Tâche complexe avec activité expérimentale.

                                        Durée : 50 min




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  ÉVALUATION       CYCLE   4 I PHYSIQUE-CHIMIE




                              Synopsis
                              À partir d’une vidéo de l’explosion d’un volcan, chaque élève doit construire un raisonnement
                              lui permettant de calculer la distance séparant les observateurs du volcan qui explose en
                              utilisant ses connaissances sur le son et la lumière.

                              Acquis nécessaires pour mener la tâche à bien
                              • Connaître les conditions de propagation d’un son et de la lumière.
                              • Savoir que la lumière et le son permettent d’émettre, de transporter un signal donc une
                                 information.
                              • Citer et utiliser la relation liant la vitesse, la durée et la distance.
                              • Connaître les unités de distance, de durée et de vitesse.
                              • Savoir mesurer une durée (chronomètre…).


                              Scénario

                              Première phase de l’évaluation : au brouillon (environ 30 minutes)
                              Les élèves visionnent une vidéo de l’explosion du Mont TAVURVU réalisée par des touristes
                              situés sur un bateau : d’abord, ils voient l’explosion du volcan et quelques secondes plus tard,
                              ils entendent l’explosion. Ils peuvent visionner la vidéo à volonté.

                              Le professeur pose la question « Quelle distance sépare les observateurs du volcan ? »

                              Le professeur leur demande de rédiger un raisonnement leur permettant de déterminer la
                              distance séparant les observateurs du volcan.

                              Les élèves chronomètrent la durée écoulée entre les perceptions sonore et visuelle de
                              l’explosion afin de calculer la distance entre les observateurs et le volcan.

                              Deuxième phase de l’évaluation : sur une copie (environ 20 minutes)
                              Chaque élève rédige un compte rendu de sa démarche. Les élèves qui n’ont pas le temps de
                              terminer la rédaction peuvent rendre leur brouillon.

                              Indicateurs permettant de suivre la progression de l’élève au cours de l’éva-
                              luation

                              Mener une démarche scientifique, résoudre un problème (D4)
                              • I1 : l’élève comprend que le décalage temporel entre la vue de l’explosion et le bruit de
                                 l’explosion va lui permettre de calculer la distance demandée par le professeur grâce à la
                                 formule « distance = vitesse x durée ».
                              • I2 : l’élève mesure correctement la durée entre la vue de l’explosion et le bruit de l’explosion
                                 avec le chronomètre.
                              • I3 : l’élève utilise la relation liant la vitesse, la durée et la distance pour réaliser son calcul
                                 sans faire d’erreurs et avec des unités cohérentes.
                              • I4 : qualité de la restitution
                                 --l’élève rend un compte rendu clair, détaillé et cohérent des différentes étapes de son travail
                                    (qu’il ait abouti ou pas) ;
                                 --le vocabulaire scientifique est utilisé (vitesse, durée, distance, unité), les calculs sont
                                    présents et bien rédigés, les unités sont adaptées ;
                                 --la réponse à la question posée est clairement formulée.

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  ÉVALUATION       CYCLE      4 I PHYSIQUE-CHIMIE




                                     Évaluation de l’élève
                                     Mener une démarche scientifique, résoudre un problème (D4)

                        I1, I2, I3
                        MAÎTRISE INSUFFI-                                                    MAÎTRISE SATISFAI-
                                                          MAÎTRISE FRAGILE                                                     TRÈS BONNE MAÎTRISE
                        SANTE                                                                SANTE
                        Le professeur a apporté           Le professeur a apporté au        Le professeur apporte au           Aucune aide apportée et
                        toutes les aides mais l’élève     moins une aide de niveau 2 et     maximum deux aides de              l’élève est en réussite.
                        est en échec.                     l’élève est en réussite.          niveau 1 et l’élève est en
                                                                                            réussite.
                        I4
                        MAÎTRISE INSUFFI-                                                    MAÎTRISE SATISFAI-
                                                          MAÎTRISE FRAGILE                                                     TRÈS BONNE MAÎTRISE
                        SANTE                                                                SANTE
                        L’élève ne parvient pas à         La rédaction peut prêter à        La rédaction ne prête pas          La rédaction est claire et le
                        rédiger son compte-rendu          confusion, l’aide de niveau 1 a   à confusion même si elle           vocabulaire scientifique est
                        malgré l’aide de niveau 2.        été apportée.                     pourrait être plus rigoureuse,     judicieusement utilisé. Les
                                                                                            sans aide.                         étapes sont clairement iden-
                                                                                                                               tifiées. Tous les éléments de
                                                                                                                               réponse sont présents.


                                     Documents
                                     • Vidéo
                                     • Fiche élève volcan

                                     Aides
                                     Le professeur distribue des aides sous forme de coupon ou oralement et s’assure que le
                                     contenu est bien compris

                        INDICATEUR              NIVEAU 1                                                 NIVEAU 2
                                                La lumière qui permet de voir l’explosion se             Lorsque je connais la durée et la vitesse, je dois
                                                propage un million de fois plus vite que le son          utiliser la relation « distance = vitesse x durée »
                        I1
                                                qui permet d’entendre l’explosion. Il faut donc          pour obtenir la distance recherchée.
                                                mesurer la durée entre « l’instant de la vue de
                        (AIDE N° 1)             l’explosion » et « l’instant du bruit de l’explosion »
                                                avec un chronomètre.
                        I2                      Le professeur aide l’élève à mesurer la durée.           Le professeur mesure la durée pour l’élève.

                        (AIDE N° 2)
                                                Pour convertir des mètres en kilomètres, il faut         Dans la relation « distance = vitesse x durée », je
                        I3
                                                diviser la distance en m par 1000.                       dois utiliser la vitesse du son en m/s et la durée
                                                                                                         chronométrée en seconde pour obtenir la distance
                        (AIDE N° 3)                                                                      en m.

                                     À chaque aide distribuée et en fonction du niveau de cette aide, le professeur coche la case
                                     désignée sur le sujet.

                                     Données
                                     • Vitesse du son dans l’air à 20 °C (340 m/s)
                                     • La lumière se déplace près d’un million de fois plus vite que le son. On négligera donc la
                                        durée de propagation de la lumière.

                                     Matériel disponible
                                     Chronomètre


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  ÉVALUATION       CYCLE   4 I PHYSIQUE-CHIMIE




                              Le mont Tavurvu : un volcan explosif (document élève)
                                                                                                                 Compétences évaluées :
                                                                                                                 D4 : Mener une démarche
                                                                                                                 scientifique, résoudre
                                                                                                                 un problématique




                               https://www.youtube.com/watch?v=BUREX8aFbMs

                              La vidéo présentée est prise d’un bateau lors de l’explosion du Mont TAVURVU le 29 aout 2014,
                              dans la baie de Rabaul, en Papouasie-Nouvelle-Guinée.

                              Données :

                              • On considèrera que la vitesse du son dans l’air est de 340 m/s (Conditions usuelles de tem-
                                 pérature et de pression).
                              • La vitesse de propagation de la lumière est près de un million de fois plus grande que la
                                 vitesse de propagation du son. On négligera la durée mise par la lumière pour arriver aux
                                 observateurs.




                                    Consignes de travail
                                    Première étape : travail au brouillon
                                    À partir de cette vidéo, vous devez proposer au professeur une démarche permettant de calculer
                                    la distance qui sépare les observateurs du volcan.

                                    Deuxième étape : sur une copie, « au propre »
                                    Faire, à l’écrit, un compte rendu clair de tout votre raisonnement. La distance demandée sera
                                    indiquée en mètres, puis en kilomètres.




                              Des coups de pouce sont disponibles en réponse à vos questions.

                                                                           Niveau 1         Niveau 2
                                J’ai eu besoin de l’aide n° 1
                                J’ai eu besoin de l’aide n° 2
                                J’ai eu besoin de l’aide n° 3




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   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016   4
