Ensemble SPIKE™ Principal

Étirements dirigés

Reproduisez des données graphiques et explorez le concept de marge d’erreur qualitative.

30 à 45 min.
Avancé
11-14 ans (6ème, 5ème, 4ème, 3ème)
Stretch with Data - Lesson header

Éveiller

(Avant la séance (20 min))

  • Dans le cadre de cette leçon, vos élèves collecteront des données de tangage, de roulis et de lacet afin de tracer un graphique linéaire en temps réel. Ils utiliseront ensuite ce graphique pour coordonner leurs mouvements, afin de faire correspondre les données collectées à un graphique préenregistré.

  • Les données de tangage, de roulis et de lacet indiquent l’angle d’inclinaison d’un objet selon 3 axes :

    • Tangage : inclinaison sur l’axe y
    • Roulis : inclinaison sur l’axe z
    • Lacet : inclinaison sur l’axe x
  • Utilisez divers supports pour initier vos élèves aux concepts de tangage, de roulis et de lacet .

Lancer une discussion

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

  • Comment déterminer si un mouvement est précis ou non ?
  • Comment représenter un mouvement réel à l’aide d’un graphique ?

Demandez à vos élèves de formuler des hypothèses par écrit.

Explorer

(Pendant la séance (30 min))

  • Demandez à vos élèves de construire un anneau de yoga. Ils peuvent créer leur propre modèle ou suivre les instructions de montage spécifiques au modèle Anneau de yoga dans l’application.
  • Expliquez que cet appareil leur permettra de collecter des données de tangage, de roulis et de lacet pour différents mouvements.
  • Invitez-les à tester leur modèle en utilisant le programme suggéré dans l’application SPIKE. Pour le premier mouvement, ils devront tenir l’anneau devant eux (la matrice lumineuse du Hub devant leurs yeux), puis le déplacer au-dessus de leur tête (voir la vidéo).
  • Demandez-leur d’examiner le graphique du tangage au fil du temps et de documenter leurs observations.

Expliquer

(Pendant la séance (15 min))

  • Demandez à vos élèves d’ajuster leur programme afin de suivre d’autres données.
  • Proposez-leur d’essayer de reproduire les mouvements du deuxième graphique, préchargé dans le graphique linéaire.
  • Assurez-vous qu’ils comprennent que la vitesse du mouvement a une incidence sur la « forme » du graphique.

Enrichir

(Après la séance (20 min))

  • 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 :
    • Le dernier graphique préchargé utilise deux valeurs en même temps. Vos élèves doivent combiner les deux mouvements en une longue séance d’étirements.
  • 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 conclusions et les résultats de leurs expériences. Vous pouvez choisir la méthode et/ou l’outil les plus efficaces selon vous (c.-à-d. en personne ou en ligne).

Évaluer

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

Opportunités d’évaluation

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 mettre en corrélation le mouvement d’un appareil physique avec le graphique linéaire obtenu
  • Être capable d’expliquer les concepts de tangage, de roulis et de lacet

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 ma propre expérience à l’aide d’un graphique linéaire.
  • Violet : Je sais créer ma propre expérience, utiliser un graphique linéaire et tirer des conclusions à partir de ce graphique.

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.
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Différenciation

Pour simplifier :

  • Demandez à vos élèves de recréer l’expérience en utilisant uniquement le Hub. Pour ce faire, le Hub doit être maintenu dans la position appropriée.
  • Assurez-vous qu’ils modifient le programme suggéré dans l’application SPIKE de sorte qu’il corresponde à la configuration de leur modèle.

Pour aller plus loin :

  • Demandez à vos élèves de construire leur propre anneau de yoga.
  • En binômes, demandez-leur d’enregistrer les mouvements de yoga de leur partenaire sous forme de graphique, d’échanger les graphiques obtenus, puis d’essayer de reproduire les mouvements de l’autre en suivant les données.
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Astuces

Astuces de construction

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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

SPIKE Prime Science Stretch with data - STEP03 - fr-fr

Programme de la solution

SPIKE Stretch with Data - Solution - en

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

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Extensions

Extension Mathématiques

Pour intégrer des notions de mathématiques :

  • À l’aide des exemples de données disponibles pour cette leçon (ou de vos propres données), demandez à vos élèves d’expliquer à quoi correspond une ligne droite ou une ligne courbe en matière de mouvement.
  • Proposez-leur de déterminer l’expression mathématique sous la forme y = mx + b pour une section linéaire de leur graphique.
  • Invitez-les à résoudre cette équation du premier degré (y = mx + b) à la fois manuellement et à l’aide d’un outil numérique.

Remarque : Cela étend la durée de la leçon.

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Extension Arts du langage

Pour intégrer des notions d’arts du langage :

  • Demandez à vos élèves d’utiliser des supports numériques pour expliquer cette leçon et leurs résultats. Ils peuvent notamment :
    • Réaliser une vidéo
    • Publier des photos et des commentaires via un système de gestion de l’apprentissage (si disponible)
    • Contacter un professeur de yoga afin de déterminer si un appareil tel que le modèle Anneau de yoga pourrait être utile

Remarque : Cela étend la durée de la leçon.

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Monde professionnel

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

  • Services thérapeutiques
  • Ingénierie et technologie

Support pour l’enseignant

Les élèves vont :
• Créer un programme pour l’outil de graphique linéaire LEGO® Education SPIKE Principal
• Tracer le graphique des données acquises par un capteur
• Mettre en corrélation les courbes du graphique avec le mouvement réel

• Ensemble LEGO Education SPIKE Principal
• Appareil muni de l’application LEGO Education SPIKE

Compétences développées

en Sciences et technologie (6ème) ; en Physique-chimie et en Technologie (5ème, 4ème, 3ème)

  • pratiquer des démarches scientifiques et technologiques
  • concevoir, créer, réaliser
  • s'approprier des outils et des méthodes
  • pratiquer des langages
  • mobiliser des outils numériques
  • adopter un comportement éthique et responsable
  • se situer dans l'espace et dans le temps

en Mathématiques

  • chercher
  • modéliser
  • représenter
  • raisonner
  • calculer
  • communiquer

en Informatique (cf. Mathématiques et Technologie en 5ème, 4ème, 3ème)

  • décrypter un monde numérique en évolution constante
  • acquérir des méthodes en algorithmique et en programmation
  • développer des compétences dans la représentation et le traitement de l'information, la résolution de problèmes, le contrôle des résultats

en Français

  • comprendre et s’exprimer à l’oral

Au programme

en Sciences et technologie (6ème)

  • matière, mouvement, énergie, information : observer et décrire différents types de mouvements
  • matériaux et objets techniques : décrire le fonctionnement d’objets techniques, leurs fonctions et leurs constitutions
  • repérer et comprendre la communication et la gestion de l'information : le stockage des données, notions d’algorithmes, les objets programmables

en Physique-chimie (5ème, 4ème, 3ème)

  • mouvement et interactions : caractériser un mouvement

en Technologie (5ème, 4ème, 3ème)

  • la modélisation et la simulation des objets et systèmes techniques : utiliser une modélisation et simuler le comportement d’un objet
  • l’informatique et la programmation : écrire, mettre au point et exécuter un programme

en Mathématiques (6ème)

  • résoudre des problèmes en utilisant des fractions, des nombres décimaux et le calcul :
  • prélever des données numériques à partir de supports variés. Produire des tableaux, diagrammes et graphiques organisant des données numériques
  • exploiter et communiquer des résultats de mesures. Lire ou construire des représentations de données
  • reconnaître et résoudre des problèmes relevant de la proportionnalité en utilisant une procédure adaptée : propriétés de linéarité (additive et multiplicative), passage à l’unité, coefficient de proportionnalité

en Mathématiques (5ème, 4ème, 3ème)

  • organisation et gestion de données, fonctions : interpréter, représenter et traiter des données ; résoudre des problèmes de proportionnalité ; comprendre et utiliser la notion de fonction
  • espace et géométrie : représenter l’espace ; utiliser les notions de géométrie plane pour démontrer
  • l’informatique et la programmation : écrire, mettre au point et exécuter un programme

en Français (6ème)

  • réaliser une courte présentation orale en prenant appui sur des notes ou sur diaporama ou autre outil (numérique par exemple)

en Français (5ème, 4ème, 3ème)

  • élaborer et prononcer une intervention orale continue de cinq à dix minutes (présentation d’une œuvre littéraire ou artistique, exposé des résultats d'une recherche, défense argumentée d’un point de vue)

Matériel destiné aux élèves

Fiche de travail de l’élève

Vous pouvez télécharger, consulter ou partager cette ressource sous la forme d’une page HTML en ligne ou d’un PDF à imprimer.

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