Visez juste !

• Cette leçon s’intéresse à la relation entre l’énergie cinétique, la vitesse et la masse. Vos élèves réaliseront une expérience consistant à mesurer la distance parcourue au fil du temps, en se servant de la rotation des roues comme donnée d’entrée. À partir de la représentation graphique de la rotation des roues au fil du temps, ils devront tracer le graphique correspondant à la distance parcourue au fil du temps, puis le graphique de la vitesse au fil du temps. Enfin, ils utiliseront la vitesse maximale pour calculer l’énergie cinétique à l’aide de la formule E_k = ½mv² m = 305 g
• Utilisez divers supports pour initier vos élèves au concept d’énergie cinétique.

Lancer une discussion
Lancez une discussion en posant des questions pertinentes, telles que :

• À quoi ressemble le graphique montrant la distance parcourue au fil du temps ?
• À quoi ressemble le graphique montrant la vitesse au fil du temps ?
• À quoi ressemble le graphique montrant l’énergie cinétique au fil du temps ?

Demandez à vos élèves de formuler des hypothèses par écrit.

• Demandez à vos élèves de construire un véhicule avec des roues mobiles qui soit capable de comptabiliser les rotations des roues. Ils peuvent créer leur propre modèle ou suivre les instructions de montage spécifiques au modèle Pierre de curling dans l’application.
• Invitez-les à tester leur modèle en utilisant le programme suggéré.
• Demandez-leur de tracer le graphique de la distance parcourue au fil du temps, puis de décrire ce qu’ils voient :
  • Que représentent les pics sur le graphique ?
  • Pourquoi l’espace entre les pics augmente-t-il au fil du temps ?

• Demandez à vos élèves de poursuivre l’expérience en :
  • Convertissant les rotations par seconde en distance
  • Convertissant la distance parcourue au fil du temps en vitesse
• Proposez-leur d’ajuster leur programme afin d’améliorer leurs performances.
• Encouragez-les à enregistrer le plus de données possible lors de leurs expériences.
• Demandez-leur d’exporter leurs données au format CSV afin qu’ils puissent les manipuler dans d’autres logiciels s’ils le souhaitent.

• Si vos élèves ont encore accès aux ensembles SPIKE Principal, demandez-leur d’accomplir les tâches proposées dans l’application SPIKE afin d’enrichir leur expérience avec un apprentissage pratique, par exemple :
  • Proposez-leur de jouer à un jeu et de consigner leurs performances. Indiquez-leur d’essayer de lancer leur pierre de curling de sorte que l’avant du modèle s’arrête le plus près possible du centre de la cible. Expliquez que chaque élève ou équipe dispose de 3 essais, et qu’ils doivent mesurer la distance entre le centre de la cible et l’avant de leur modèle après chaque lancer. L’élève ou l’équipe présentant la plus petite distance cumulée après 3 essais remporte l’épreuve !
• S’ils n’y ont plus accès, demandez-leur de compléter leur carnet d’inventeur ou de réaliser l’une des activités d’extension suggérées ci-dessous. Notez que la plupart de ces activités peuvent être effectuées à l’aide des données recueillies au cours de la séance pratique.
• Organisez une session de partage afin que vos élèves puissent échanger leurs informations. Vous pouvez choisir la méthode et/ou l’outil les plus efficaces selon vous (c.-à-d. en personne ou en ligne).

• Commentez les performances de chaque élève.
• N’hésitez pas à utiliser les rubriques d’évaluation fournies.

Checklist d’observation
Créez un barème adapté à vos besoins, par exemple :

• Objectif partiellement atteint
• Objectif atteint
• Objectif dépassé

Utilisez les critères suivants pour évaluer la progression de vos élèves :

• Savoir programmer un appareil pour enregistrer des données sous forme de graphique linéaire
• Savoir interpréter le graphique linéaire obtenu
• Être capable d’expliquer la relation entre l’énergie cinétique et la vitesse

Auto-évaluation
Demandez à chaque élève de choisir la brique qui représente le mieux ses performances.

• Bleu : Je sais représenter des données sous forme de graphique à l’aide du programme fourni dans l’application.
• Jaune : Je sais créer mon propre graphique linéaire et en expliquer les résultats.
• Violet : J’ai créé de nouvelles expériences par moi-même.

Évaluation croisée

Encouragez vos élèves à partager leur opinion en :

• Leur demandant d’évaluer mutuellement leurs performances à l’aide de l’échelle de briques colorées ci-dessus.
• Leur demandant de formuler des commentaires constructifs sur le travail des autres afin d’aider leurs camarades à améliorer leurs performances lors de la séance suivante. Il s’agit d’une excellente occasion d’utiliser des outils de vidéoconférence ou de publication sur un blog dans le cadre d’un scénario d’apprentissage mixte.

Pour simplifier :

• Limitez la leçon aux variations de la distance parcourue au fil du temps.

Pour aller plus loin :

• Demandez à vos élèves de concevoir et de construire leur propre pierre de curling ou véhicule en roue libre, de répéter l’expérience et de comparer leurs données avec celles d’un autre modèle (p. ex., avec les données d’un autre élève).
• Proposez-leur de concevoir et de construire un mécanisme de poussée capable de produire des lancers plus réguliers, puis de documenter le processus de conception.

Astuces de construction

Astuces de codage

Cette leçon est conçue pour être lue lorsque le Hub est connecté via USB ou Bluetooth. Lorsque vous êtes connecté, les données collectées par le Hub sont directement transférées à votre appareil et tracées en temps réel sur le graphique linéaire.

Programme principal

Programme de la solution

Astuces relatives aux données scientifiques
Voici un exemple des données que les élèves peuvent obtenir.

Extension Mathématiques

Pour intégrer des notions de mathématiques :

• Demandez à vos élèves d’étudier ce qu’il se passe lorsqu’ils modifient la masse de leur pierre de curling en y ajoutant des éléments (p. ex., des moteurs) ou un objet lourd (par ex. une bouteille d’eau). Proposez-leur de modifier leur modèle, de répéter l’expérience, puis de comparer les graphiques représentant la vitesse au fil du temps pour les différentes masses.

Remarque : Cela étend la durée de la leçon.

Extension Arts du langage

Pour intégrer des notions d’arts du langage :

• Demandez à vos élèves de créer une campagne marketing en vue de promouvoir les principales fonctionnalités de leur modèle. Indiquez-leur d’inclure les caractéristiques techniques du modèle et d’utiliser des faits scientifiques liés aux concepts de vitesse et d’énergie pour mettre en évidence ses atouts.

Remarque : Cela étend la durée de la leçon.

Monde professionnel

Les élèves qui ont apprécié cette leçon pourraient être intéressés par les secteurs professionnels suivants :

• Éducation et formation
• Sciences de la santé