Transmission de l’information

(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 la comparaison de plusieurs façons d’envoyer des messages à l’aide de motifs (codes). Le modèle offre une occasion amusante et concrète de tester et de comparer les codes conçus par les élèves. Demandez à vos élèves de concevoir et de construire leurs propres codes, ainsi que les dispositifs pour les envoyer. Insistez sur le fait que plusieurs solutions sont possibles.

• Contexte scientifique - Transmission de l’information :
  • Familiarisez-vous avec les options de codage suggérées dans l’activité Explorer, au cours de laquelle vos élèves se serviront des blocs Voyant et/ou Son pour envoyer des messages en utilisant des motifs de différents types.
  • Les deux méthodes fournies sont des chiffrements par substitution où chaque lettre est remplacée par un nombre symbolisé par un ou plusieurs flashs lumineux ou effets sonores - A = 1, B = 2, etc.
  • Vos élèves auront besoin de critères et de contraintes pour que leurs tests soient efficaces. Ils pourront les déterminer lors de l’activité Éveiller.
• Acquérir des connaissances préalables - Transmission de l’information : À l’aide de votre matériel scientifique de base, partagez des informations, des images et des définitions :
  • Les codes sont une série de motifs qui utilisent des chiffres, des lettres, des sons, des flashs lumineux et/ou des symboles pour former des messages. Par exemple, en Morse, chaque lettre est symbolisée par des flashs ou des bips longs ou courts.
  • Des gens vivant à des époques et dans des lieux différents ont eu recours à des systèmes de motifs variés pour transmettre de l’information codée.
  • Aujourd’hui, l’information est souvent transmise d’une source à une autre par voie électronique, par le biais de codes binaires utilisant les chiffres 1 et 0 pour représenter du texte, du son et des images. Les nombres sont décodés par des appareils électroniques tels que les téléphones portables sous un format que nous pouvons comprendre.
  • Les critères désignent les exigences devant être remplies pour qu’un projet puisse être couronné de succès, comme la facilité d’utilisation et la sécurité.
    Les contraintes sont des limites au projet, comme le temps ou le coût.
  • Vocabulaire clé : motifs, code, transmission de l’information, critères, contraintes
• 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 voyant lumineux et Le capteur de couleur dans le menu Commencer de l’application SPIKE.
  • Étudier une ou plusieurs autres leçons du cours Connexions scientifiques pour que vos élèves acquièrent davantage d’expérience en matière de construction et se familiarisent avec les blocs Texte de l’application SPIKE.
  • Utiliser la leçon Communiquer grâce à la lumière et au son pour proposer des exemples et une aide à la construction.
• Matériel : Recherchez un exemple en version imprimée ou numérique du code Morse à partager dans le cadre de l’activité Éveiller.

PARTIE A (45 minutes)

• Présentez à vos élèves les principaux personnages de l’histoire ainsi que le premier défi : Maria, Léo, Daniel et Sofie utilisent un code spécial pour partager des idées. Créez votre propre code pour communiquer avec vos amis !

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

  • De quelles façons des motifs sont-ils utilisés pour transmettre de l’information ? (des motifs musicaux joués au tambour ou constitués de sons ; le code Morse qui utilise des motifs composés de signaux longs et courts ; les signaux lumineux dans un aéroport ou émis par un navire. Vous pouvez partager un exemple de code Morse).
  • Quels pourraient être les critères de conception d’un code ? (un motif est utilisé pour coder l’information, le message est transmis avec précision, le système est facile à utiliser et rapide).
  • Qu’en est-il des contraintes ? (distance, matériel, sécurité, c’est-à-dire éviter qu’un trop grand nombre d’élèves ne se déplacent en même temps; un code trop lent à exécuter peut retarder la transmission d’une information urgente).
  • Aidez vos élèves à définir les critères et les contraintes qu’ils utiliseront : Un ensemble unique pour la classe facilitera la comparaison entre les binômes. Un éventail de choix permettra d’obtenir des solutions plus variées.

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

• Pendant que les élèves travaillent, vous pouvez partager les exemples ci-dessous pour les aider à programmer. Insistez sur le fait que plusieurs solutions de modèle ou de programme sont possibles. Les élèves peuvent concevoir et construire n’importe quel modèle ou codage de leur choix lors de cette leçon libre.

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

  • Créer et décrire au moins deux codages différents pour transmettre des mots composés des lettres A à E (par exemple, A = son de loup ; B = son d’oiseau ; C = son de chat ; et ainsi de suite).
  • Commencer à CONSTRUIRE et à PROGRAMMER un modèle pour envoyer des messages codés à l’aide de différents systèmes. Montrez-leur comment cela leur permettra de communiquer avec leurs amis.
  • Tester leurs codes en binôme ou avec d’autres groupes, en suivant les contraintes et les critères établis.

• Animez une séance de réflexion sur les moyens de programmer la matrice lumineuse pour créer un motif capable de transmettre de l’information. Par exemple, les élèves peuvent utiliser des contraintes et des critères de conception partagés, puis tester les idées ci-dessous :

  • BED (LIT) écrit en nombre de pixels sur la matrice lumineuse, avec un code pour chaque lettre de A à E.
  • BEAD (PERLE) écrit avec des sons d’animaux, avec un code pour chaque lettre de A à E.

• 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.

Exemples

• Rassemblez vos élèves pour une session de partage. 

• Demandez à chaque binôme d’utiliser son modèle pour démontrer et expliquer :

  • Comment les méthodes de transmission qu’ils ont conçues utilisent différents motifs pour transmettre de l’information.
  • Les contraintes et les critères utilisés pour leurs solutions.
  • Une comparaison des résultats des tests des deux codes qu’ils ont élaborés.
  • Si et comment leurs codes ont facilité le partage de l’information.

• Encouragez les partages et les suggestions portant sur les parties du modèle ou de la programmation où les binômes éprouvent des difficultés.

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)

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

• Mettez en place une méthode de partage permettant à vos élèves de découvrir et d’évaluer les autres solutions, comme le Puzzle (les binômes se séparent et forment de nouveaux groupes) ou le Cercle intérieur-extérieur (deux cercles se font face pour partager leurs solutions, puis tournent dans des directions opposées pour répéter l’opération avec un nouveau partenaire). Rassemblez ou demandez à vos élèves de consigner les données de comparaison pour chacun des modèles, notamment les fonctions liées à la vitesse, la précision et la facilité d’utilisation. Encouragez-les à noter toutes les idées qu’ils aimeraient essayer et à réfléchir à la solution qui permet de résoudre au mieux le problème lié à l’envoi de messages secrets à leurs amis.

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

  • (15 min) Continuer à CONSTRUIRE et à PROGRAMMER, en s’inspirant des informations partagées pendant la mise en commun.
  • (10 min) Utiliser leurs modèles finalisés pour partager leur conception et leurs tests avec la classe et comparer ensemble dans quelle mesure les différents codes répondent aux critères de vitesse, de précision et de facilité d’utilisation. Recueillez les votes attribués par vos élèves au code qui, selon eux, résout le mieux le problème lié à l’envoi de messages secrets à leurs amis.

• (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 en concevant et en programmant leurs modèles.

• 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 :

  • Ils conçoivent au moins deux codes différents pour transmettre de l’information.
  • Ils définissent des critères (p. ex., le message est transmis avec précision, un motif est utilisé pour transmettre l’information, le système est rapide et facile à utiliser) et des contraintes (p. ex., la distance, les matériaux, la sécurité) pour le test et l’utilisation du système.
  • Ils évaluent chaque code et chaque solution en fonction de sa vitesse, de sa précision et de sa facilité d’utilisation.

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 les élèves à la conception d’un seul motif de code permettant de répondre à des questions simples avec un flash pour « non » et deux flashs pour « oui ». Ensuite, étayez la comparaison à l’aide de questions fermées ou comportant un nombre limité de critères.

Pour aller plus loin :

• Demandez à vos élèves d’étoffer leurs solutions en incluant des lettres de l’alphabet supplémentaires afin de transmettre de l’information à l’aide d’autres mots. (Les exemples de codes sont fournis uniquement pour les mots composés des lettres de A à E.) Préparez-les à découvrir les éventuels problèmes au sein de leur système, car certains codes ne seront pas redimensionnés.

• Fournissez des supports d’apprentissage portant sur les codes et les motifs utilisés pour transmettre de l’information, y compris lors de moments importants de l’histoire (p. ex., le code Morse ; les sémaphores sous Napoléon ; les codes des Choctaws pendant la Première Guerre mondiale ; la machine Enigma de la Seconde Guerre mondiale ; ou recherchez les « meilleurs codes de l’histoire »). Demandez à vos élèves de faire des recherches sur une méthode, puis de présenter ce qu’ils ont appris par le biais d’une affiche qui explique et illustre son fonctionnement.

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