Se préparer aux intempéries

(REMARQUE : Cette leçon est composée d’une partie A et d’une partie B. Elles sont toutes deux essentielles pour que les élèves aient accès à l’ensemble des apprentissages du programme. Si le temps vous est compté, passez en revue les deux parties et sélectionnez les éléments répondant aux besoins de vos élèves.)

Dans le cadre de cette leçon, l’apprentissage clé réside dans l’utilisation d’un modèle pour soutenir une affirmation selon laquelle la conception de leur abri pour animaux de compagnie permet de résoudre un problème spécifique. Les élèves concevront et construiront cet abri pour animaux en s’inspirant des images données à titre d’exemple. Demandez-leur de concevoir et de construire leur propre vision d’un abri pour animaux de compagnie.

• Contexte scientifique - Se préparer aux intempéries: Les solutions aux risques structurels liés aux conditions météorologiques tiennent compte des différents dangers que présente la météo :
  • La force et la direction du vent, ainsi que sa forme, affectent la stabilité d’une structure. Des fixations solides permettent aux structures de résister à des vents violents, tout comme leur positionnement derrière quelque chose capable de réorienter le vent (p. ex., une rangée d’arbres).
  • La neige accumulée, très lourde et répartie de manière inégale, peut entraîner l’effondrement du toit. Des renforts supplémentaires augmentent sa résistance, tandis qu’une bonne inclinaison permet à la neige de glisser.
  • Les dégâts causés par les inondations peuvent être minimisés en surélevant les structures, en utilisant des matériaux résistants à l’eau et en inclinant le terrain pour permettre l’évacuation de l’eau.
  • Les orages peuvent s’accompagner d’éclairs, susceptibles d’endommager directement les bâtiments ou de frapper des arbres qui risquent ensuite de tomber sur la structure.
• Acquérir des connaissances préalables - Se préparer aux intempéries : À l’aide de votre matériel scientifique de base, partagez des informations, des images et des définitions.
  • Les risques météorologiques incluent les dégâts causés par les vents violents, les inondations, la foudre ou la neige.
  • L’endroit et la façon dont les bâtiments sont construits et placés sur le terrain peuvent réduire l’impact des dégâts causés par les orages.
  • Une affirmation répond à une question relative à un problème et est étayée par une argumentation qui s’appuie sur des faits et un raisonnement pour expliquer en quoi une solution permettra de remédier au problème. Les faits peuvent inclure des raisons, des informations et des relations logiques de cause à effet (les fortes pluies provoquent des inondations ; la foudre est responsable d’incendies).
  • Vocabulaire clé : danger, affirmation, fait
• Expérience en matière de construction et de programmation : Passez en revue les suggestions contenues dans le Plan de cours. Pour cette leçon, vous pouvez également :
  • Vous appuyer sur les didacticiels Le capteur gyroscopique et Le voyant lumineux dans le menu Commencer de l’application SPIKE.
  • Utiliser les sections Blocs Capteur, Blocs Son et Blocs Lumière du menu Aide>Blocs Texte de l’application SPIKE pour apporter un soutien supplémentaire à vos élèves concernant les possibilités d’utilisation et de programmation du capteur gyroscopique, de la matrice lumineuse et des options sonores pour simuler des conditions orageuses.
  • Utiliser la leçon Vol en Hélicoptère pour que vos élèves acquièrent plus d’expérience en matière d’utilisation du détecteur d'inclinaison.

PARTIE A (45 minutes)

Présentez à vos élèves les principaux personnages de l’histoire ainsi que le premier défi : Daniel a appris que les orages violents pouvaient endommager les abris des animaux de compagnie. Aidez-le à concevoir un abri pour animaux de compagnie qui les protégera en cas de tempête.

• RÉFLÉCHIR—Animez une brève discussion sur le ou les sujets de la leçon, en utilisant l’image de l’histoire si vous le souhaitez.

  • Quels dégâts les conditions météorologiques telles que les orages peuvent-elles provoquer ? (Inondations, fortes chutes de neige, vents violents, foudre, tornades)
  • Comment les gens conçoivent-ils les bâtiments pour limiter ces risques ? (Parmi les réponses possibles, on trouve : installer des structures sur des pilotis au-dessus des eaux de crue en utilisant des matériaux qui supportent l’humidité, construire des toits suffisamment solides pour résister au poids de la neige et inclinés pour que la neige glisse dessus, éviter les grandes surfaces planes qui peuvent être soufflées par le vent, utiliser des plantes pour dévier le vent, ajouter des paratonnerres et construire des abris anti-tempête pour se protéger des tornades.)
  • Choisissez un type de risque météorologique pour concevoir et construire un abri pour animaux de compagnie.

• Distribuez à chaque binôme un ensemble SPIKE Essentiel et un appareil muni de l’application.

• Pendant que vos élèves travaillent, vous pouvez partager les exemples ci-dessous pour les aider à construire ou à programmer. Précisez qu’il s’agit d’un abri pour animaux de compagnie avec un brise-vent motorisé. Les modèles des élèves doivent mettre en évidence le dégât causé par l’orage qu’ils ont choisi et la manière dont leur conception permet de s’en protéger.

• Demandez à vos élèves d’effectuer les tâches suivantes :

  • Commencer à CONSTRUIRE et à PROGRAMMER un abri pour animaux de compagnie pour Daniel, comprenant un élément qui protège contre le risque météorologique qu’ils ont choisi, en s’inspirant du modèle de base et du programme fournis s’ils le souhaitent.

• Animez une séance de réflexion sur les façons de programmer les conditions orageuses et les modèles pour assurer la sécurité des animaux de compagnie pendant un orage, par exemple comment utiliser la matrice lumineuse et l’effet sonore de l’orage pour simuler le tonnerre et la foudre, utiliser un détecteur d'inclinaison pour savoir si la maison bascule ou ajouter un brise-vent motorisé comme celui de l’exemple.

• Rassemblez vos élèves pour une session de partage. 

• Demandez à chaque binôme d’utiliser son modèle en cours de construction pour démontrer et expliquer :

  • Quels sont les problèmes liés aux risques météorologiques (preuves à l’appui) que leur modèle aborde.
  • Comment (preuves à l’appui) leur conception réduit les effets du danger.
  • Les raisons (preuves à l’appui) pour lesquelles ils ont choisi cette conception pour remédier à ce problème.
  • Ce que fait leur programme.

• Encouragez vos élèves à échanger sur leur modèle en cours de construction et à s’inspirer des idées mises en commun.

• Demandez à vos élèves de conserver leurs modèles partiellement finalisés intacts pour les utiliser au cours de la partie B, où ils continueront à construire, programmer et expliquer. Vous pouvez également prévoir du temps supplémentaire pour la reconstruction.

PARTIE B (45 minutes)

• Répétez les étapes de la partie A – Expliquer pour favoriser le partage, la réflexion et l’inspiration afin que les élèves poursuivent la construction et la programmation de leurs modèles.

• Demandez à vos élèves d’effectuer les tâches suivantes :

  • (10 min) Continuer à CONSTRUIRE et à PROGRAMMER, en s’inspirant des informations partagées pendant la mise en commun. Par exemple, ils peuvent ajouter et programmer des capteurs supplémentaires pour améliorer leur conception.
  • (10 min) Utiliser leurs modèles finalisés pour démontrer comment leur conception protégera les animaux, en ajoutant ou en clarifiant tous les faits et raisons issus de l’explication de leurs progrès.

• (5 min) Demandez à vos élèves de partager les connaissances, les idées ou les compétences :

  • Qui les ont aidés à relever le défi.
  • Qu’ils ont acquises lors de la construction.

• Demandez à vos élèves de ranger les ensembles et les espaces de travail.

• Posez des questions d’orientation pour encourager les élèves à réfléchir et à prendre des décisions dans le cadre des phases de réflexion, de construction et de programmation.

Checklist d’observation

• Passez en revue les objectifs d’apprentissage (Encadré Support pour l’enseignant).

• Utilisez la checklist pour évaluer les progrès des élèves :

  • Leur modèle dispose d’une fonctionnalité destinée à réduire les effets d’un risque météorologique.
  • Ils font des affirmations sur une conception capable de protéger un animal du danger.
  • Ils étayent leurs affirmations par des faits démontrant les problèmes causés par le risque (p. ex., les tempêtes hivernales laissent de grandes quantités de neige sur le toit de l’abri pour animaux, ce qui pourrait le faire s’effondrer) et les raisons pour lesquelles leur conception permet de remédier à ce problème (p. ex., le toit incliné permet à la neige de glisser, ce qui limite les risques de cassure).

Auto-évaluation

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

• Brique bleue : Je pense être capable de suivre des instructions pour créer un programme.
• Brique jaune : Je suis capable de suivre des instructions pour créer un programme.
• Brique verte : Je suis capable de suivre des instructions pour créer un programme et je peux aider un camarade.

Évaluation croisée

En binômes, demandez à vos élèves de discuter de leur expérience collaborative.
Encouragez-les à utiliser les tournures suivantes :

• J’ai aimé quand tu…
• J’aimerais en savoir plus sur la façon dont tu…

Pour simplifier :

• Limitez le nombre de risques météorologiques possibles à un ou deux, comme le brise-vent suggéré par le modèle ou le programme de base fourni. Posez des questions fermées à vos élèves pour susciter leur explication.
  Pour aller plus loin :
• Demandez à vos élèves de traiter au moins deux dangers liés aux conditions météorologiques dans leurs conceptions.

Demandez à vos élèves de faire des recherches sur la façon dont les bâtiments sont conçus dans leur région pour réduire les effets des dangers liés aux conditions météorologiques. Invitez-les à partager les résultats de leurs recherches de la façon dont ils le souhaitent, par exemple par écrit, oralement ou en vidéo.

Notez que cela étendra la durée de la leçon au-delà de 45 minutes.