Sciences Physiques et Chimiques

Mes oreilles c'est pour la vie !

 

 

 

« Mes oreilles, c’est pour la vie ! » 

Par Olivier BALCH

 

 

Introduction

Ce scénario a vocation à servir de support à un EPI et/ou à un parcours santé en permettant aux élèves d’identifier et gérer les risques auditifs. L’EPI a été mis en œuvre en collaboration avec un collègue d’anglais et un collègue de SVT.

La réalisation finale est l’animation d’ateliers par les élèves à l’occasion de la Journée Nationale de l’Audition organisée par l’association JNA1 qui fournit un kit de sensibilisation aux établissements participants (affiches, protection auditives, DVD, etc).

Des applications sur tablettes et leurs capteurs sont utilisés pour découvrir les propriétés des sons (fréquence et niveau d’intensité), l’ENT est utilisé pour communiquer et travailler de manière collaborative (wiki et forum).

 

Thèmes abordés dans le programme

Des signaux pour observer et communiquer / Signaux sonores.

 

Niveau

Cycle 4

 

Objectifs et compétences

  • Mesurer des grandeurs physiques de manière directe ou indirecte.

  • Utiliser des outils numériques pour mutualiser des informations sur un sujet scientifique.

  • Utiliser la langue française en cultivant précision, richesse de vocabulaire et syntaxe pour rendre compte des observations, expériences, hypothèses et conclusions.

  • Expliquer les fondements des règles de sécurité en acoustique. Réinvestir ces connaissances pour agir de façon responsable.

  • S’impliquer dans un projet ayant une dimension citoyenne.

 

Prérequis matériel et logiciel :

  • tablettes, enceinte de qualité (mobile Bluetooth de préférence), vidéoprojecteur ;

  • applications : Sound Analyser App2 et Audio Test Tone Generator3 ;

  • ENT pour permettre communication et travail collaboratif avec souplesse ;

  • réception du kit de sensibilisation aux risques auditifs proposé par l’association JNA (55€)4

 

Prérequis connaissances et compétences chez l’élève :

  • celles du cycle 3

Dans un premier temps les élèves découvrent en classe à l’occasion de deux ou trois séances de cours les phénomènes, les notions théoriques associées, les ressources et outils numériques, ainsi que le matériel expédié par l’association JNA (kit de sensibilisation aux risques auditifs). Ils mettent en œuvre le matériel à tour de rôle en petits groupes.

Puis lors de la tâche finale de l’EPI ils mettront en œuvre les connaissances, les compétences et les outils dans des ateliers qu’ils ont eux même imaginés et proposés. Le travail de réflexion est organisé et formalisé grâce à l’ENT.

 

Les exemples d'usages :

 

Activité 1 : « Quel est le point commun entre tous les objets qui font un son ? ».

Matériel numérique : vidéoprojecteur (+dongle wifi) + tablette + connexion internet (ou ressources téléchargées).

« Quel est le point commun entre tous les objets qui font un son ? ». Formulation d’hypothèses par les élèves, écrites au tableau.

Un élève démontre le son produit par la vibration d’une règle sur le bord d’une table, visionnage d’une membrane de haut-parleur au ralenti (vidéo de la chaine « The Slow Mo Guys5 ») et d’une cymbale en vibration au ralenti (vidéo « Vibration. See the unseen: Cymbal at 1,000 frames per second.6 »).

 

A retenir : les sons sont produits par des objets en vibration.

 

Activité 2 : « Comment le son se propage-t-il ? »

Observation du phénomène de la flamme vibrante avec le son d’un haut-parleur.

Interprétation du phénomène par les élèves.

Réponse attendue : le haut-parleur fait vibrer l’air qui fait alors vibrer la flamme.

 

A retenir : l’air vibre lors de la propagation du son.

 

Activité 3 : « Où le son peut-il se propager ? »

Matériel numérique : vidéoprojecteur + tablette connectée sans-fil + connexion internet (ou ressources téléchargées) + application « Sound Analyser App7».

Expérience du buzzer sous cloche à vide (avec un modèle permettant de faire un vide suffisamment poussé). Mesure du niveau d’intensité sonore avec une tablette et l’application « Sound Analyser App».

 

A retenir : il faut un milieu matériel (solide, liquide ou gaz) pour que le son se propage. Le son ne peut donc pas se propager dans le vide.

Vidéo extraite du film « Star Wars » exposée à la critique des élèves. Extraits du film « Gravity »8.

Prolongation possible : démarche d’investigation sur les protections auditives. « Thomas affirme que du coton protège aussi bien les oreilles que les protections auditives en mousse. Julie pense le contraire. Comment pourrait-on savoir qui a raison ? ». Matériel à disposition : tubes (permettant de simuler le conduit auditif), sonomètre sur tablette et haut-parleur, protections auditives en mousse et coton.

 

Activité 4 : « Caractéristiques d’un son pur »

Matériel numérique : tablette + application « Audio Test Tone Generator9 » + enceinte nomade Bluetooth de qualité.

Situation déclenchante : le chien se met à aboyer alors qu’il n’y a pas un bruit dans la maison ! Comment peut-on expliquer cela ? (Un son est-il toujours audible ?)

Formulations d’hypothèses par les élèves.

A l’aide d’une application sur tablette (Audio Test Tone Generator) un élève (accompagné par le professeur) génère un son pur en direction de la classe, en faisant varier sa fréquence. Découverte des différences de sensibilité entre élèves dans les hautes fréquences. Lien avec les activités de SVT et anglais liées aux risques auditifs. Comparaison d’audiogrammes : audition intacte et altérée.

Lecture d’un extrait de caractéristiques techniques d’un casque audio : plage de fréquence.

 

A retenir : la fréquence est une des caractéristiques d’un son. Son unité est le Hertz (Hz). Elle permet de définir, à l'échelle humaine 3 catégories de sons : les infrasons (moins de 20 Hz), les sons audibles par l'homme, les ultrasons (plus de 20.000 Hz). Les deux autres caractéristiques sont le niveau d’intensité (en décibel) et la durée (en secondes).

Possibilité de remettre en œuvre le logiciel sonomètre vu brièvement dans l’activité 3.

 

Prolongation possible : analyse fréquentielle de différents instruments de musique à l’aide de l’application. Sons purs, sons complexes.

 

Activités complémentaires faites par les collègues participants à l’EPI (résumé) :

  • Anglais : étude de documents sur les fausses croyances liées aux risques auditifs. Réalisation d’un Quizz.

  • SVT : anatomie de l’oreille, fonctionnement du système nerveux, sens et perceptions, fonctionnement des organes sensoriels. Repérage des principales conceptions erronées sur l’audition et les risques associés. Utilisation des protections auditives.

 

Cinq activités finales de l’EPI présentées par les élèves à leurs camarades d’autres classes

Matériel numérique : tout ce qui est cité dans les activités précédentes

  1. Atelier « Tu entends ? » : les élèves utilisent une application sur tablette (Audio Test Tone Generator) permettant de générer un son pur en faisant varier sa fréquence. Découverte des différences de sensibilité entre élèves dans les hautes fréquences.
    Exemples d’audiogrammes, sensibilisation aux risques auditifs, explications sur la notion de fréquence d’un son.

  2. Atelier « Comment se protéger ? » : démonstration de l’utilisation de protections auditives, comment les installer, les retirer, etc. Explications sur leur fonctionnement (nature et propagation d’un son : vibration, amortissement par la matière molle). Morphologie de l’oreille (pas de crainte de perdre le bouchon dans l’oreille, tympa). Distribution aux camarades de protections auditives fournies par l'association JNA.

  3. Atelier « C’est trop fort ! » : écoute sons à différentes intensités (décibels). Matériel : écouteurs + tablette + application sonomètre (Sound Analyser) pour mesurer le niveau d'intensité sonore et montrer à combien se situe la limite de 80 dB. Explications sur les dégâts physiologiques que peut entraîner l’écoute de sons trop intenses. Étude de l’affiche « L’échelle des décibels » fournie par l’association JNA.

  4. Atelier « Quizz, devinettes et sondage » : à l'écrit et à l'oral, recueil des représentations des élèves à l’aide d’un questionnaire réalisé en anglais et en français.

  5. Atelier « Seras-tu une victime ? » : projection avec vidéoprojecteur d’une interview à partir d’un DVD fourni par l'association JNA (Journée de l'audition) suivie d’un débat.

 

1http://www.journee-audition.org/

2https://play.google.com/store/apps/details?id=com.dom.audioanalyzer

3https://play.google.com/store/apps/details?id=net.digitalantics.android.tonegen

4http://www.journee-audition.org/pdf/bulletin-education.pdf

5https://www.youtube.com/watch?v=5WKU7gG_ApU de 2:44 à 3:00

6https://www.youtube.com/watch?v=kpoanOlb3-w

7https://play.google.com/store/apps/details?id=com.dom.audioanalyzer

8https://www.youtube.com/watch?v=C4pcg7bXgmU

9https://play.google.com/store/apps/details?id=net.digitalantics.android.tonegen

Sciences Physiques et Chimiques 
Activités numériques en cycle 3 et 4