Éclairage

(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’observation des effets de la lumière dans un espace sombre, ce qui permet de découvrir que les objets ne peuvent être vus que s’il y a de la lumière. Les élèves construiront un modèle de lampe de poche, un moyen amusant et concret d’effectuer des observations. Des exemples sont fournis à titre d’inspiration. Demandez à vos élèves de construire leur propre vision d’une lampe de poche.
Si vous décidez d’utiliser une pièce sombre, préparez-vous à accompagner ceux que cela pourrait mettre mal à l’aise.

• Contexte scientifique - Éclairage : L’objectif de cette leçon est de démontrer que les humains ont besoin de la lumière pour voir les objets qui les entourent.
  • Nous pouvons par exemple voir le Soleil, le feu, les lucioles, les ampoules électriques et les écrans des appareils électroniques, car toutes ces choses produisent de la lumière qui arrive directement jusqu’à nos yeux.
  • En revanche, des objets comme la Lune, les planètes, la plupart des types de roches et les arbres n’émettent pas de lumière et ne peuvent donc être vus que lorsqu’ils réfléchissent ou renvoient la lumière d’une autre source lumineuse vers l’œil.
  • Lorsque l’œil détecte de la lumière, des signaux électriques sont envoyés au cerveau pour ensuite être interprétés comme des images.
• Acquérir des connaissances préalables - Éclairage : À l’aide de votre matériel scientifique de base et du contexte fourni, partagez des informations, des images et des définitions.
  • Les humains ont besoin de la lumière pour voir.
  • Les objets qui produisent de la lumière sont appelés des sources lumineuses. Le Soleil, les autres étoiles, la foudre, les feux de camp, les bougies, les lampes et les lampes de poche sont des exemples de sources lumineuses.
  • Les objets qui ne produisent pas de lumière ne peuvent être vus que s’ils sont éclairés. La Lune, un ballon de basket et une souris, par exemple, sont des objets qui ne produisent pas leur propre lumière.
  • Vocabulaire clé : source lumineuse
• 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 :
  • Utiliser les sections Blocs Événement et Blocs Voyant du menu Aide>Blocs Icône de l’application SPIKE pour apporter un soutien supplémentaire à vos élèves.
  • Terminer la leçon « La transparence » pour familiariser vos élèves avec la lumière.
• Matériel : Pour favoriser leur apprentissage et réaliser des tests sur la lumière, les élèves auront besoin d’un espace sombre et de divers matériaux.
  • Assombrissez votre salle de classe ou une autre pièce si possible.
  • Sinon, pour les tests, utilisez une ou plusieurs grandes boîtes en carton pour créer une chambre noire. Découpez un petit trou d’observation à une extrémité de la boîte.
  • Placez-y un objet secret (ou une carte avec une lettre de l’alphabet).
  • Les élèves se placeront devant le trou d’observation pour regarder à l’intérieur de cet espace sombre.
  • Élaborez un protocole de partage de la boîte afin de protéger les yeux des enfants. Il peut s’agir d’un carré de cellophane placé sur le trou avant que chaque enfant ne regarde. Le cellophane doit être changé après chaque élève.

PARTIE A (45 minutes)

• Présentez à vos élèves les principaux personnages de l’histoire ainsi que le premier défi : Sofie pense qu’il y a quelque chose sous son lit. Pouvez-vous l’aider à voir de quoi il s’agit ?

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

  • Assombrissez la pièce. Puis, laissez entrer la lumière. Ensuite, assombrissez à nouveau la pièce et utilisez une lampe de poche pour éclairer l’un des coins. (Préparez vos élèves. Dispensez ou apportez votre soutien à ceux qui sont mal à l’aise dans l’obscurité.)
  • Qu’avez-vous vu dans la pièce plongée dans la pénombre ? Pourquoi ? (Pas grand-chose, car il n’y avait pas de source lumineuse efficace.)
  • Que pouvez-vous voir lorsque la pièce est éclairée ? Pourquoi ? Quelles sont les sources lumineuses ? (Tout dans la pièce, car les sources lumineuses éclairent les objets ; l’éclairage électrique à l’intérieur et éventuellement la lumière du Soleil venant de l’extérieur)
  • Que pouviez-vous voir dans la pièce plongée dans la pénombre avec une lampe de poche allumée dans un coin ? Qu’est-ce qui vous a permis de voir ? (les objets dans le coin, mais le reste de la pièce était plus sombre ; la lampe de poche, parce qu’elle éclairait le coin)
  • De quoi Sofie a-t-elle besoin pour voir l’objet qui se trouve sous son lit ? (Elle a besoin d’une source lumineuse sous son lit. Une lampe de poche ferait l’affaire.)

• Distribuez un set LEGO^® Education SPIKE^™ Essentiel et un appareil muni de l’application à chaque binôme.

• Pendant que vos élèves travaillent, vous pouvez partager les exemples ci-dessous pour les aider à construire ou à programmer.

• Précisez que les images présentent des idées de modèle de lampe de poche, mais que les élèves doivent construire leurs propres modèles.

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

  • Utiliser le modèle de base pour CONSTRUIRE une lampe de poche afin d’aider Sofie à voir l’objet qui se trouve sous son lit.
  • PROGRAMMER leur lampe de poche pour éclairer un espace ou l’intérieur d’une boîte en carton munie d’un trou d’observation.

• Animez une séance de réflexion sur les façons de se servir de la matrice lumineuse dans une lampe de poche. Afin de voir distinctement l’objet, de quelle couleur doit être la lumière que nous allons utiliser ? Combien de pixels de la matrice lumineuse devrions-nous utiliser ? (La lumière blanche sera plus efficace, car les autres couleurs affecteraient celles de l’objet. Allumez les neuf pixels de la matrice lumineuse pour obtenir de meilleurs résultats.)

Exemples

• Demandez à vos élèves de tester l’efficacité de leur lampe de poche en éclairant un espace sombre. (Précisez le processus de création d’un espace sombre ou expliquez comment utiliser la boîte munie d’un trou d’observation que vous aurez préparée.)
  • Placez la lampe de poche de chaque binôme l’une après l’autre à l’intérieur de la boîte et fermez le couvercle.
  • Laissez chaque membre du binôme regarder à travers le trou d’observation et essayer d’identifier l’objet (ou la lettre).
  • Encouragez vos élèves à écrire, dessiner ou raconter ce qu’ils ont pu observer.
• À la moitié du temps de travail, demandez à vos élèves d’échanger leurs idées en suivant la routine habituelle de la classe, puis de modifier leur modèle en s’inspirant des informations partagées.

Si vous souhaitez passer à la partie B – Expliquer, demandez à vos élèves de conserver leurs modèles intacts ou prévoyez du temps pour la reconstruction.

PARTIE B (45 minutes)

• Rassemblez vos élèves pour une session de partage.
• Demandez-leur d’expliquer :
  • Qu’avez-vous vu à l’intérieur de la boîte ? (ou Qu’avez-vous vu dans le noir ?)
  • Pourquoi avions-nous besoin d’un espace sombre pour notre test ? Pourquoi avions-nous besoin d’une lampe de poche ?
  • Comment votre lampe de poche vous a-t-elle permis de voir l’objet ?

Demandez à vos élèves de conserver leurs modèles intacts pour les utiliser lors de l’activité Enrichir.

• (5 min) Donnez un peu de contexte pour aider vos élèves à enrichir leur modèle.
  • La lampe de poche que vous avez construite émet sa propre lumière, ce qui nous a permis de voir l’objet dans un espace où il n’y avait pas d’autre source lumineuse. Explorez ce qui se passe lorsque vous modifiez la quantité de lumière.
• (15 min) Modifiez et testez pour relever le prochain défi dans l’application.
• Composez des groupes de plusieurs binômes pour mener des tests plus approfondis avec de nouvelles conditions. Demandez à vos élèves ce qui se passe dans chacune de ces situations :
  1. Plusieurs lampes de poche qui sont dirigées sur l’objet
  2. Plusieurs lampes de poche qui ne sont pas dirigées sur l’objet
  3. Une seule lampe de poche qui n’est pas dirigée sur l’objet
  4. Aucune lampe de poche
  • (Les élèves découvriront qu’une lumière plus vive dirigée sur l’objet permet de voir encore plus facilement les détails des choses qui sont proches et éloignées.)
• (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 lampe de poche éclaire un objet mystérieux lorsqu’elle est utilisée dans un espace sombre.
  • Leurs observations précisent le moment où ils ont pu voir l’objet.
  • Leur récit fait référence à des faits tirés de leurs observations pour expliquer que les objets placés dans l’obscurité ne peuvent être vus que lorsqu’une source lumineuse les éclaire.

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 :

• Fournissez à vos élèves des moyens adaptés d’exprimer les observations effectuées lors de chaque test, par le biais de gestes (secouer ou hocher la tête, se lever ou s’asseoir), de questions fermées comme « Voyez-vous la carte, l’objet ou la lettre ? », en pointant du doigt ou en triant des images.
  Pour aller plus loin :
• Ajoutez des capteurs au modèle afin que vous puissiez contrôler si la source lumineuse est éteinte ou allumée.

• Animez une séance de réflexion avec vos élèves sur les sources lumineuses qu’ils pourraient observer en regardant par l’une des fenêtres de l’école ou de leur maison peu après la tombée de la nuit (lampadaires, phares de voiture, enseignes lumineuses, lucioles, étoiles). Si les élèves mentionnent la Lune comme source lumineuse, expliquez-leur qu’elle reflète en réalité la lumière du Soleil. Elle n’émet pas sa propre lumière. Demandez à vos élèves de créer les pages d’un guide nocturne illustré destiné à leur entourage. Au besoin, fournissez-leur une page avec une phrase à trou, par exemple Je vois______________dehors et il/elle produit de la lumière. Demandez ensuite à vos élèves de compter toutes les sources lumineuses. Si cela est adapté à vos élèves, utilisez des questions pour faciliter le tri entre les sources naturelles et les sources d’origine humaine.

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