Flux d’énergie

(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, les élèves construiront un modèle mettant en évidence la relation qui existe entre la lumière du soleil et la croissance des animaux. Demandez à vos élèves de concevoir et de construire leur propre modèle et insistez sur le fait que plusieurs solutions sont possibles.

• Contexte scientifique - Flux d’énergie:
  • L’énergie du soleil est emmagasinée dans les aliments consommés par les animaux (p. ex., lorsqu’ils mangent des plantes ayant converti la lumière du soleil en énergie chimique stockée).
  • Les animaux qui se nourrissent de plantes comprennent les herbivores (qui ne mangent que des plantes) et les omnivores (qui mangent des plantes - et de la viande). Les carnivores consomment uniquement de la viande. Guidez vos élèves pour éviter qu’ils ne représentent des carnivores mangeant des plantes.
• Acquérir des connaissances préalables - Flux d’énergie. À l’aide de votre matériel scientifique de base, partagez des informations, des images et des définitions :
  • L’énergie est présente dans la lumière du soleil, les plantes et les animaux.
  • Les plantes captent l’énergie solaire et s’en servent pour leur croissance. Les animaux qui se nourrissent de ces plantes récupèrent ainsi l’énergie emmagasinée.
  • Certains animaux mangent uniquement des plantes (les herbivores), d’autres seulement d’autres animaux (les carnivores), tandis que certains consomment aussi bien des plantes que des animaux (les omnivores).
  • Les animaux utilisent l’énergie stockée dans leur nourriture pour assurer certaines de leurs fonctions vitales, comme grandir, bouger et maintenir leur chaleur corporelle.
  • (Facultatif) Si vos élèves sont familiers avec les termes herbivores, carnivores et omnivores, passez-les rapidement en revue et insistez dessus au cours de la leçon, en précisant notamment que les animaux du modèle qui mangent des plantes doivent être des herbivores ou des omnivores.
  • Vocabulaire clé : énergie, flux, (facultatif : herbivores, carnivores, omnivores)
• 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 tous les didacticiels du menu Commencer de l’application SPIKE.
  • Étudier une ou plusieurs autres leçons du cours La science que l’on ne peut pas voir pour que vos élèves acquièrent davantage d’expérience en matière de construction et se familiarisent avec les blocs Texte de l’application SPIKE.

PARTIE A (45 minutes)

• Présentez à vos élèves les principaux personnages de l’histoire ainsi que le premier défi : Daniel, Maria, Léo et Sofie savent que les plantes utilisent la lumière du soleil pour se développer. Mais en est-il de même pour les animaux ? Construisez un modèle pour montrer au groupe d’amis la relation qui existe entre la lumière du soleil et la croissance des animaux.

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

  • D’où les plantes tirent-elles l’énergie dont elles ont besoin pour pousser ? (du soleil)
  • Où les animaux trouvent-ils l’énergie dont ils ont besoin ? (en mangeant des plantes ou d’autres animaux qui ont eux-mêmes consommé des plantes)
  • À quoi cette énergie leur sert-elle ? (à grandir, bouger et guérir des parties de leur corps ; s’il s’agit d’un animal à sang chaud, à maintenir sa chaleur corporelle)
  • Expliquez à vos élèves : L’énergie change de forme lorsqu’elle passe du soleil aux plantes et aux animaux. Par exemple, l’énergie contenue dans la lumière du soleil est convertie en énergie chimique stockée dans les plantes.

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

• Expliquez à vos élèves qu’ils peuvent concevoir et construire le modèle de leur choix lors de cette leçon libre. Insistez sur le fait que plusieurs solutions sont possibles.
• Demandez à vos élèves d’effectuer les tâches suivantes :
  • Explorer visuellement leur projet de conception, par le biais de croquis par exemple.
  • Commencer à CONSTRUIRE et à PROGRAMMER un modèle pour aider le groupe d’amis à en apprendre davantage sur la relation qui existe entre la lumière du soleil et la croissance des animaux. Les modèles doivent mettre en évidence le flux d’énergie et démontrer la manière dont les animaux utilisent cette énergie.
• Animez une séance de réflexion sur les façons d’utiliser les éléments LEGO pour représenter des parties du modèle (p. ex., utiliser la matrice lumineuse pour symboliser le soleil ou le moteur pour mettre un animal LEGO en mouvement et représenter sa consommation d’énergie).
• 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.

• Rassemblez vos élèves pour une session de partage. 

• Demandez à chaque binôme de partager et de présenter son modèle et ses croquis, en identifiant les parties en cours de réalisation qui mettent en évidence :

  • L’endroit où l’énergie est présente (p. ex., dans le soleil, les plantes et les animaux)

  • Comment l’énergie passe du soleil aux plantes et aux animaux

  • Comment les animaux récupèrent et utilisent cette énergie

• Encouragez les partages et les suggestions portant sur les parties du modèle où les groupes 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 construction 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.
  • (15 min) Utiliser leurs modèles finalisés pour partager ce qu’ils ont appris avec la classe et répondre à la question posée dans la leçon : Les animaux ont-ils également besoin de la lumière du soleil pour grandir ? (Pas directement. Cependant, les animaux récupèrent l’énergie dont ils ont besoin en mangeant des plantes qui tirent leur énergie du soleil.)

• (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 :

  • Leurs modèles montrent avec précision que les plantes captent l’énergie du soleil, qui passe ensuite aux animaux lorsqu’ils mangent ces dernières.
  • Leur explication décrit précisément que l’énergie contenue dans la nourriture consommée par les animaux était auparavant de l’énergie solaire, même si elle s’est transformée.
  • Ils expliquent au moins une des façons dont les animaux utilisent l’énergie fournie par leur nourriture (la croissance, le mouvement ou le maintien de leur chaleur corporelle).

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 :

• Assignez à vos élèves un animal herbivore familier qu’ils utiliseront dans leur modèle, comme un lapin ou un cheval.

Pour aller plus loin :

• Demandez à vos élèves d’ajouter un flux d’énergie supplémentaire à leur modèle en incluant des carnivores qui mangent des herbivores.

• Demandez à vos élèves d’effectuer des recherches portant sur l’une des façons dont les humains utilisent l’énergie du soleil pour satisfaire leurs besoins, comme les panneaux solaires pour produire de l’électricité ou un dispositif solaire passif pour chauffer leur maison.

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