Le jour et la nuit

(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 représentation graphique de la durée d’obscurité et de lumière du jour au cours d’un mois donné. Pour mettre ces connaissances en pratique de manière amusante et concrète, vous pouvez programmer une lampe pour qu’elle s’allume lorsqu’il fait sombre et s’éteigne lorsqu’il fait jour. Demandez à vos élèves de s’inspirer des images fournies ou de concevoir et de construire la lampe programmable de leur choix.

• Vous pouvez attribuer à chaque binôme un mois différent à programmer.

• Contexte scientifique - Le jour et la nuit:

  • La variable importante dans cette leçon est l’obscurité, et non pas l’heure de la journée.
  • Les graphiques linéaires et les diagrammes circulaires sont les plus appropriés pour les données fournies. Ils permettent à vos élèves de présenter 1) le nombre d’heures mensuelles de lumière du jour pour une année sur un graphique linéaire ou 2) le pourcentage de lumière et d’obscurité pour chaque mois sur une série de diagrammes circulaires.
  • Les élèves peuvent utiliser une répartition moyenne jour/nuit pour le mois (p. ex., les données au 15 de chaque mois) et n’ont pas besoin de présenter les variations quotidiennes pendant le mois ou les heures de la journée.
  • Choisissez et passez en revue les types de graphiques appropriés pour vos élèves.

• Acquérir des connaissances préalables - Le jour et la nuit : À l’aide de votre matériel scientifique de base, partagez des informations, des images et des définitions :

  • Le soleil se lève et se couche chaque jour à des heures prévisibles.
  • La durée du jour et celle de la nuit varient en fonction des mois et des saisons.
  • Il est préférable de présenter des données différentes de manières spécifiques, notamment sous forme de graphiques linéaires et de diagrammes circulaires.
  • Vocabulaire clé : lever du soleil, coucher du soleil

• 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 le didacticiel Le voyant lumineux dans le menu Commencer de l’application SPIKE.
  • Utiliser les sections Blocs Contrôle et Blocs Lumière du menu Aide>Blocs Texte de l’application SPIKE pour apporter un soutien supplémentaire à vos élèves.
  • Utiliser la leçon Le robot bibliothécaire pour qu’ils acquièrent de l’expérience dans l’utilisation de la matrice lumineuse.

• Matériel : Trouvez des données adaptées à l’âge de vos élèves sur le nombre d’heures de lumière du jour de votre région : les heures mensuelles de lever et de coucher du soleil et le nombre total moyen d’heures de lumière du jour par mois. Effectuez la recherche suivante : « durée moyenne d’une journée par mois » + le nom d’une ville voisine, auprès d’organismes gouvernementaux et d’autres sources fiables. Fournissez du papier millimétré et des crayons/feutres à vos élèves pour qu’ils dessinent leurs graphiques. Si nécessaire, créez des modèles de graphiques linéaires ou de diagrammes circulaires et passez leur utilisation en revue.

PARTIE A (45 minutes)

• Présentez à vos élèves les principaux personnages de l’histoire ainsi que le premier défi : Pour plus de sécurité, Sofie veut éclairer le chemin qui borde son campement. Aidez-la à régler un réverbère de manière à ce qu’il s’allume la nuit lorsqu’il fait sombre.

• RÉFLÉCHIR—Animez une brève discussion sur le ou les sujets de la leçon :

  • À quelle heure le soleil s’est-il levé et couché hier ? De combien d’heures de lumière du jour bénéficions-nous ce mois-ci ? (Les réponses peuvent varier. Les élèves doivent être en mesure d’estimer le nombre actuel d’heures de lumière du jour et les heures approximatives de lever et de coucher du soleil.)
  • En quelle saison le jour est-il le plus court ? Et le plus long ? (Dans l’hémisphère nord, les journées sont plus courtes en hiver et plus longues en été.)

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

• Pendant que vos élèves travaillent, vous pouvez partager les exemples ci-dessous pour les aider à construire et à programmer. Précisez que les images sont fournies à titre d’exemple et que les élèves doivent concevoir et construire leur propre lampe programmable.
• Demandez à vos élèves d’effectuer les tâches suivantes :
  • Utiliser le modèle de base pour CONSTRUIRE un réverbère afin d’éclairer le chemin du campement de Sofie la nuit lorsqu’il fait sombre, puis décider de la durée pendant laquelle il doit rester allumé. (Vos élèves pourront agrandir leur modèle de campement plus tard au cours de la leçon.)
  • Utiliser les données fournies pour 1) présenter le nombre moyen d’heures de jour et/ou de nuit par mois, dans leur région, sur un graphique linéaire ou sur une série de diagrammes circulaires et 2) identifier le nombre d’heures de nuit (obscurité) au cours du mois que vous leur avez attribué. Reportez-vous à la section Préparer pour obtenir plus d’informations sur les données.
  • Utiliser les données du mois qui leur a été attribué, présentées sous forme de graphique, pour PROGRAMMER leur réverbère afin qu’il éclaire le chemin la nuit lorsqu’il fait sombre.
• Animez une séance de réflexion sur les façons de programmer la lampe, **par exemple en symbolisant chaque heure d’obscurité par une seconde d’éclairage. Cela permettra à vos élèves de visualiser une « nuit » sans avoir à attendre qu’une véritable nuit ne s’écoule. **
• 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
Demandez à vos élèves de conserver leurs modèles intacts pour les utiliser au cours de la partie B. Si vous le préférez, demandez-leur d’expliquer leurs modèles après la construction seulement, puis de les programmer et de les présenter plus en détail lors de la partie B.

PARTIE B (45 minutes)

• Rassemblez vos élèves pour une session de partage. 

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

  • Comment ils ont modélisé un réverbère pour un campement.
  • Comment leur graphique présente les données fournies et les tendances qu’ils ont constatées.
  • Combien d’heures de lumière du jour et d’obscurité compte le mois qui leur a été attribué.

• (15 min) Demandez ensuite à vos élèves de tester et d’améliorer leurs modèles afin de relever le défi suivant dans l’application : ajouter un chemin et des arbres pour agrandir le campement de Sofie. Tester ensuite le modèle et le programme pour s’assurer que la lampe éclaire bien le chemin la nuit lorsqu’il fait sombre. Les modifier pour améliorer les performances de la lampe et les tester à nouveau.

• S’il vous reste du temps, demandez à vos élèves d’agrandir leur campement pour y ajouter des détails supplémentaires (p. ex., une tente ou des plantes) ou d’ajouter un capteur de couleur pour que Sofie puisse contrôler la lumière.

• (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 apprises en élaborant des graphiques, en construisant et en programmant.

• 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 expliquent comment les données fournies montrent des tendances mensuelles concernant le nombre d’heures de lumière du jour et d’obscurité.
  • Leurs graphiques présentent les données de manière précise et claire.
  • Leurs lampes destinées au campement s’allument et s’éteignent pendant une durée appropriée symbolisant la durée de la nuit (obscurité) pour le mois qui leur a été attribué.

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 :

• Aidez vos élèves à utiliser des modèles de graphiques imprimés ou d’autres modèles et outils appropriés.

Pour aller plus loin :

• Demandez à vos élèves d’utiliser les blocs Diffuser le message et attendre, ainsi que les blocs À la réception du message pour écrire du code en vue de programmer le réverbère pour plusieurs mois.
• Exemple :

• Demandez à vos élèves de représenter graphiquement les données relatives à la durée d’obscurité et de lumière du jour d’une autre ville, plus proche de l’équateur ou de l’un des pôles, puis de comparer ce nouveau lieu aux données fournies pour leur région.

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