Informer et accompagner les professionnels de l’éducation ÉVALUATION CYCLES 2 3 4 PHYSIQUE-CHIMIE Éclairage COMPOSANTE(S) DU SOCLE COMMUN D1-3 | Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques D4 | Les systèmes naturels et les systèmes techniques ÉLÉMENTS SIGNIFIANTS Exprimer une grandeur mesurée ou calculée dans une unité adaptée (D1-3) Mener une démarche scientifique, résoudre un problème (D4) Situation d’évaluation Thème : l’énergie et ses conversions Attendus de fin de cycle Réaliser des circuits électriques simples et exploiter les lois de l’électricité. Connaissances et compétences associées Conduire un calcul de consommation d’énergie électrique relatif à une situation de la vie courante. • Puissance électrique P = U × I • Relation liant l’énergie, la puissance électrique et la durée Nature de la situation d’évaluation Tâche complexe avec activité expérimentale. Durée : 55 min Retrouvez Éduscol sur eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016 1 ÉVALUATION CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Éclairage Synopsis À partir de la lecture des indications portées sur un emballage d’une ampoule basse consommation et d’une mesure d’intensité lumineuse, l’élève doit construire une expérience permettant de prouver que cette ampoule consomme effectivement moins qu’une ampoule à incandescence émettant une intensité lumineuse équivalente. Acquis nécessaires pour mener la tâche à bien • Connaître les différentes sources d’énergie • Savoir schématiser et réaliser des circuits électriques simples • Savoir mesurer une tension et une intensité • Connaitre et savoir utiliser la loi P = U × I Scénario Première phase de l’évaluation : au brouillon (environ 20 minutes) Une ampoule à incandescence de 45 W branchée dans un circuit électrique simple et allumée est visible sur la paillasse du professeur. Les valeurs de la tension aux bornes de l’ampoule et de l’intensité qui la traverse sont notées sur la paillasse. L’élève peut venir consulter ce montage et mesurer l’intensité lumineuse émise par l’ampoule. A sa paillasse, l’élève dispose d’une ampoule basse consommation et de matériel électrique. Le document de l’ADEME « Choisir son éclairage » est mis à sa disposition. L’élève doit réaliser un circuit électrique simple permettant de faire briller l’ampoule, mesurer la tension aux bornes de l’ampoule et l’intensité qui la traverse, calculer la puissance consommée par l’ampoule, mesurer l’intensité lumineuse émise par l’ampoule et comparer ses valeurs avec celles obtenues pour l’ampoule de la paillasse du professeur. Deuxième phase de l’évaluation : sur une copie (environ 15 minutes) L’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 Observables, indicateurs I1 : L’élève comprend le lien entre économie d’énergie et puissance électrique des appareils utilisés. I2 : L’élève conçoit et réalise le circuit correctement. I3 : L’élève mesure la tension et l’intensité sans erreur. I4 : L’élève connait et applique P = U × I. I5 : L’élève sait expliquer pourquoi il a besoin de mesurer tension et intensité. I6 : Le vocabulaire scientifique est utilisé (intensité, tension, puissance électrique, ampèremètre, voltmètre, unités…). I7 : La réponse à la question posée est exprimée clairement. Retrouvez Éduscol sur eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016 2 ÉVALUATION CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Éclairage Évaluation de l’élève Exprimer une grandeur mesurée ou calculée dans une unité adaptée (D1-3) Mener une démarche scientifique, résoudre un problème (D4) MAÎTRISE MAÎTRISE TRÈS BONNE MAÎTRISE FRAGILE INSUFFISANTE SATISFAISANTE MAÎTRISE L’élève comprend et L’élève mesure l’intensité L’élève réalise le circuit. L’élève conçoit, réalise exprime que l’ampoule la lumineuse des 2 ampoules. Il mesure l’intensité le circuit et effectue les plus intéressante est celle Il a besoin d’aide pour lumineuse des 2 ampoules mesures puis les calculs qui consomme le moins mesurer la tension et ainsi que la tension et l’in- sans aide. d’énergie, mais il ne fait l’intensité et pour calculer tensité dans son circuit. Il répond à la question en pas le lien avec la puis- la puissance électrique. Il calcule la puissance comparant judicieusement sance électrique. Il réalise électrique consommée par les intensités lumineuses un circuit simple permet- Il arrive à la bonne conclusion, mais explique son ampoule et celle sur et les puissances élec- tant d’allumer l’ampoule, la paillasse du professeur. triques consommées par mais ne sait pas brancher sa démarche de manière incomplète. Il peut avoir eu besoin les ampoules. les appareils de mesure ni d’une aide ponctuelle pour schématiser son circuit. Le compte-rendu com- réaliser son circuit ou ses prend l’ensemble des mesures. données relevées et le L’élève rend compte de sa schéma du circuit. Toutes démarche en dessinant le les expressions ont été schéma de son circuit et établies de façon littérale. donnant les valeurs des L’utilisation de la langue grandeurs mesurées. Il française, comme du répond à la question en langage scientifique, est comparant les puissances précise. Le raisonnement électriques consommées et la réponse au problème par les ampoules. sont clairement exposés. Il rédige des phrases, utilise les connecteurs logiques à bon escient, pose ses calculs avec éventuellement quelques maladresses. Documents • Document de l’ADEME : guide-pratique-choisir-son-eclairage.pdf Aides INDICATEUR AIDE I1 : AIDE NO 1 La puissance est l’énergie électrique reçue et convertie chaque seconde de fonction- nement. I2 : AIDE NO 2 Le professeur donne le schéma du circuit électrique à réaliser. I3 : AIDE NO 3 Le professeur distribue une fiche sur les branchements et choix des calibres des ampèremètres et voltmètres. I3 : AIDE NO 3 BIS Le professeur aide à la mesure de la tension et de l’intensité. I4 ET I5 : AIDE NO 4 La puissance électrique P (en watt) d’un appareil est égale au produit de la tension U (en volt) du dipôle par l’intensité I (en ampère) du courant qui le traverse : P = U × I À chaque aide distribuée et en fonction du niveau de cette aide, le professeur coche la case désignée sur le sujet. Retrouvez Éduscol sur eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016 3 ÉVALUATION CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Éclairage Matériel disponible : • Une boite de matériel électrique classique et une alimentation 12 V continu ; • une ampoule 12 V, basse consommation (se trouve par exemple sur des sites de matériel embarqué pour la navigation ou d’équipement solaire) ; • une ampoule à incandescence alimentée sur secteur au bureau ; • un luxmètre. L’ampoule sur secteur et l’ampoule basse consommation doivent avoir des luminosités identiques. Retrouvez Éduscol sur eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016 4 ÉVALUATION CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Éclairage Bien choisir son éclairage (document élève) DOMAINE ÉVALUÉ : D4 : Mener une démarche scientifique, résoudre un problème Pourquoi l’ampoule dont tu disposes est-elle plus indiquée pour éclairer une pièce qu’une ampoule à filament ? CONSIGNE DE TRAVAIL : Première étape : Partie expérimentale Vous devez, en utilisant vos connaissances et en mesurant des grandeurs physiques, vérifier les informations notées sur l’emballage de ton ampoule. Appelez le professeur si vous êtes en difficulté. Deuxième étape : Partie rédactionnelle Vous rédigerez un compte rendu de tout votre raisonnement. Vous présenterez vos protocoles, mesures et calculs de manière réfléchie. En vous appuyant sur vos mesures et vos observations, vous répondrez à la question posée. J’ai eu besoin de l’aide nº 1 Si vous ne parvenez pas à J’ai eu besoin de l’aide nº 2 résoudre ce problème, vous J’ai eu besoin de l’aide nº 3 pouvez demander de l’aide au professeur J’ai eu besoin de l’aide nº 3bis J’ai eu besoin de l’aide nº 4 Retrouvez Éduscol sur eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Novembre 2016 5