Billard

• Passez en revue le matériel en ligne destiné aux élèves. Utilisez un projecteur pour partager ce matériel avec vos élèves pendant la leçon. Cette leçon est conçue pour se dérouler sur deux séances de 45 minutes au minimum. La partie A concerne la séance 1 et la partie B la séance 2.
• Assurez-vous d’avoir traité les trois lois du mouvement de Newton lors d’une leçon antérieure.
• Tenez compte des capacités et des antécédents de tous vos élèves. Si besoin, différenciez la leçon pour la rendre accessible à tous. Reportez-vous à la section Différenciation ci-dessous pour découvrir des suggestions.

Partie A (45 minutes)

• Regardez la vidéo (également accessible via le matériel en ligne destiné aux élèves).

• Animez une brève discussion sur les forces qui provoquent la collision des balles dans les jeux de balles de table, sur la manière dont les vecteurs force qui en résultent peuvent en affecter le mouvement, et sur la façon dont les joueurs peuvent utiliser leur compréhension des forces, des interactions et des angles pour marquer des points.
• Posez des questions pertinentes, telles que :
  • Dans quelle mesure les jeux de balles que vous avez pu voir dans la vidéo diffèrent-ils de ceux que vous connaissez ? (Une balle entre en collision avec une autre pour l’envoyer dans une poche et marquer un point.)
  • Que se passe-t-il lorsque deux balles entrent en collision à des angles différents ? Pourquoi ? (Troisième loi de Newton : forces égales et opposées)
  • Que pouvez-vous dire sur les collisions que vous avez vues dans la vidéo ? (Lorsque les balles se cognent les unes aux autres, on appelle cela un « choc élastique ». Les balles rigides ricochent les unes sur les autres sans perte [significative] d’énergie cinétique/de mouvement.)
• Expliquez à vos élèves qu’ils vont devoir construire un mécanisme capable de frapper une balle contre une autre pour marquer des points dans différents angles.

• En binômes, demandez aux élèves de construire la surface de jeu.

• Présentez le défi :
  • Expliquez à vos élèves qu’ils vont devoir construire un mécanisme de frappe de balle adapté à la surface de jeu, afin de marquer dans l’une des deux poches.
  • Présentez le compte des points :

    • Poche 1 (2 points)
    • Poche 2 (4 points)
    • Une balle dans chaque poche en frappant la balle A contre la balle B (6 points)
    • Pas de points si la balle ressort de la poche (cadre vert)
    • Il est interdit de toucher les balles avec les mains une fois celles-ci placées sur la surface de jeu.

  • Le mécanisme de frappe de balle doit être fixé au panneau bleu (les élèves ne peuvent pas se contenter d’utiliser un long axe cruciforme comme une queue de billard miniature), et il doit comporter au moins deux pièces mobiles.
• Demandez à vos élèves de discuter des problèmes qu’ils doivent résoudre, puis de réaliser des croquis et de nommer leurs idées avant de commencer à construire.
• Ils peuvent dessiner leurs idées à l’aide d’un crayon et d’une feuille de papier, ou réaliser des croquis 3D à l’aide de briques.

• Rassemblez les élèves afin d’échanger sur les différentes idées proposées.
• Posez des questions pertinentes, telles que :
  • Comment votre modèle poussera-t-il la balle ?
  • De quels modèles du livre d’instructions de montage vous êtes-vous inspirés ?
  • Quelles sont les similitudes avec votre croquis ? Quelles sont les différences ?
  • Que pourriez-vous modifier ?
• Il est possible de conserver les modèles assemblés dans les boîtes afin de les réutiliser lors de la prochaine leçon. Si les ensembles doivent être utilisés par une autre classe d’ici là, prenez une photo de chaque modèle avant de demander aux élèves de les démonter. Quand ils les reconstruiront lors de la prochaine séance, ils pourront en profiter pour les améliorer !

Partie B (45 minutes)

• Distribuez les croquis, les photos et/ou les modèles réalisés dans le cadre de la partie A de la leçon.
• Demandez à vos élèves de partager ce qu’ils ont l’intention de faire lors de cette séance pour peaufiner, améliorer et terminer leurs modèles.
• S’ils sont bloqués, encouragez-les à demander conseil à une autre équipe. Dans le monde réel, il est courant pour les ingénieurs et les concepteurs de s’appuyer sur les idées des autres ! Ils peuvent également consulter les instructions de montage pour trouver de l’inspiration.
• Rappelez à vos élèves qu’ils doivent uniquement utiliser les briques présentes dans leur ensemble (ils ne peuvent pas emprunter d’éléments à d’autres équipes).

• Demandez à vos élèves de commencer à construire et à tester un prototype de mécanisme capable de frapper la balle.
• Reportez-vous à la section Astuces ci-dessous pour découvrir des conseils de construction.

• Demandez à vos élèves de présenter et d’expliquer leurs modèles.
• Posez des questions pertinentes, telles que :
  • Votre modèle a-t-il bien fonctionné ?
  • Comment avez-vous réussi à mettre la balle dans la poche selon un angle particulier ?

• Demandez à vos élèves de dire lequel des modèles de leurs camarades de classe les a le plus inspirés.
• Prévoyez suffisamment de temps pour que les élèves démontent leurs modèles, trient les briques dans les plateaux et rangent leurs postes de travail.

• Commentez les performances de chaque élève.
• Mettez en place une auto-évaluation.
• N’hésitez pas à utiliser les rubriques d’évaluation fournies.

Checklist d’observation

• Évaluez la capacité de vos élèves à décrire comment les forces agissant sur un objet dans une direction spécifique peuvent en modifier le mouvement.
• Créez un barème adapté à vos besoins. Par exemple :
  TO:
  1. Soutien supplémentaire nécessaire
  2. Capacité à travailler en autonomie
  3. Capacité à apprendre aux autres

Auto-évaluation

• Demandez à chaque élève de choisir la brique qui représente le mieux ses performances.
  • Vert : Avec un peu d’aide, je peux décrire comment la force et la masse peuvent modifier le mouvement d’un objet.
  • Bleu : Je peux décrire comment la force et la masse peuvent modifier le mouvement d’un objet.
  • Violet : Je peux décrire et expliquer comment la force et la masse peuvent modifier le mouvement d’un objet.

Évaluation croisée

• Encouragez vos élèves à s’évaluer entre eux :
  • En utilisant le barème de briques ci-dessus pour évaluer mutuellement leurs performances
  • En présentant leurs idées et en formulant des commentaires constructifs

Astuces De Construction

• Si certains de vos élèves sont bloqués, guidez-les :
  • Demandez-leur s’ils ont déjà construit des modèles qui pourraient faire bouger une balle.
  • Montrez-leur le modèle d’inspiration présenté à la page 1 du livre d’instructions de montage, qui peut constituer un bon point de départ.
  • Certains élèves peuvent avoir des idées trop ambitieuses pour être réalisées dans le temps imparti. Encouragez-les à réfléchir à des moyens de simplifier ces idées avant la prochaine leçon. Encouragez leur créativité en leur expliquant que la plupart des concepteurs prennent du recul sur un projet pour reconsidérer et réviser leurs plans.
  • Cette photo correspond à un exemple de solution présenté à la page 1 du livre d’instructions de montage. Cependant, nous vous recommandons de ne pas la partager avec vos élèves à moins qu’ils n’éprouvent de grandes difficultés à trouver des idées, car cela pourrait limiter leur créativité.

Pour simplifier :

• Demandez à vos élèves de commencer par tester le mécanisme de crémaillère en page 1 du livre d’instructions de montage.

Pour aller plus loin :

• Mettez vos élèves au défi de concevoir un système qui indiquera automatiquement chaque fois qu'un point sera marqué.
• Demandez-leur de personnaliser leur modèle à l’aide des autres éléments de l’ensemble.

(Remarque : cela étend la durée du cours.)
Pour intégrer des notions de mathématiques, demandez à vos élèves d’utiliser les éléments de mesure d’angle imprimés des ensembles pour mesurer les angles dans lesquels les balles sont frappées. Dites-leur de consigner les différents angles et d’indiquer pour chacun d’eux s’ils ont marqué ou non. Demandez-leur ensuite d’analyser ces données afin de déterminer quel angle est le plus efficace.

Cycle 4 – Approfondissements – 5e, 4e, 3e
Croisements entre enseignements: « Sciences, technologie et société » Mathématiques Chercher, Représenter, Raisonner A