Les enfants sont capables de comprendre toutes sortes d’informations compliquées si elles leur sont présentées d’une manière à laquelle ils peuvent s’identifier. Si vous présentez l’information sur les cadrans solaires d’une manière amusante, et qu’ils ont des connaissances préalables sur les composantes de la terre nécessaires pour comprendre les cadrans solaires, les leçons que vous créez seront agréables pour tout le monde. Les élèves de la 2e à la 6e année devraient être en mesure de comprendre que les cadrans solaires sont utilisés pour mesurer le temps et la rotation de la Terre, ce qui fait que le soleil projette des ombres de différentes façons tout au long de la journée.
Dites aux élèves que les cadrans solaires fonctionnent en fonction de la rotation de la Terre. Les élèves doivent d’abord comprendre que le soleil reste au même endroit et que la planète tourne autour du soleil. Ensuite, ils doivent comprendre que le soleil semble se déplacer dans le ciel parce que la Terre tourne sur son axe. Si nécessaire, enseignez ces concepts en utilisant un groupe d’élèves agissant comme le soleil et toutes les planètes et faites-les tourner autour du soleil tout en tournant.
Expliquez que la Terre fait une rotation autour de son axe toutes les 24 heures et que cela fait jour et nuit. Les élèves doivent comprendre qu’une partie de la planète fait face au soleil, ce qui fait qu’il fait jour, tandis que l’autre partie du monde fait face au soleil, ce qui fait qu’il fait nuit. Si nécessaire, utiliser un globe et une lampe de poche et faire briller la lampe de poche sur le globe tout en la faisant tourner pour démontrer que la lumière ne frappe qu’une partie du globe, tandis que l’autre partie est sombre.
Dites aux élèves que la Terre est inclinée sur son axe de façon à ce que le pôle Nord soit dirigé vers le soleil pendant six mois et éloigné du soleil pendant six mois. C’est important pour comprendre que les ombres projetées par le soleil changent de jour en jour tout au long de l’année. Si nécessaire, utilisez un globe incliné sur un angle et éclairez la lampe de poche pour faire la démonstration, mais assurez-vous de déplacer le globe autour du « soleil » (lampe de poche) pour montrer que pour la moitié de la rotation, le pôle Nord est clair et pour l’autre moitié, il est sombre.
Expliquez que parce que la Terre est ronde, le sol à la base d’un bâton ne projetterait pas une ombre au même angle qu’à l’équateur. Aidez les élèves à comprendre que la courbe de la Terre fait bouger graduellement les ombres pendant la journée. Expliquez cela à l’aide d’une observation où les élèves placent un long bâton dans le sol, puis observez-le au cours de la journée pour voir si l’ombre bouge.
Dites aux élèves que, parce que les humains comprenaient l’information sur la Terre et sa rotation, ils savaient que la meilleure façon d’orienter le cadran solaire était de le placer en angle et de le diriger vers le nord. L’angle compense l’inclinaison de la Terre, ce qui rend les heures du cadran solaire cohérentes toute la journée et toute l’année. L’angle du bâton, appelé gnomon, varie en fonction de la latitude à laquelle vous vous trouvez. Expliquez cela à l’aide du même long bâton, mais mettez-le en biais et visez le bâton vers le nord. Demandez aux élèves de comparer et de mettre en contraste la différence entre le premier bâton qui était droit et le deuxième bâton qui était incliné et orienté vers le nord.
Expliquez qu’à mesure que vous vous déplacez vers différentes lignes de longitude à travers la Terre, le cadran solaire lira une heure différente. Les élèves doivent comprendre le concept des fuseaux horaires, de sorte que pour chaque ligne de longitude, le cadran solaire lira une heure différente. Faites tourner le globe lentement, montrant qu’un peu plus de la Terre s’expose à la lumière du soleil.
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