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