L’univers matériel
Quelles activités en univers matériel peuvent être réalisées facilement à distance?
Quelles ressources en ligne existent et peuvent m’aider à trouver des idées d’activités signifiantes et efficaces?
L’univers matériel propose d’étudier les propriétés caractéristiques de la matière (exemples : forme, masse, densité, dureté) et les transformations que subit la matière. Les changements physiques et chimiques permettent aux élèves de faire des liens entre la matière et certains phénomènes naturels. L’univers matériel traite également des objets technologiques, tant du côté de certaines forces que pour l’analyse technologique et la conception d’objets simples. Voyez quelques idées d’activités présentées par cycle d’enseignement.
Au premier cycle, vous pouvez initier les élèves à l’observation de la diversité des formes, des textures, des couleurs. Les sens sont une fenêtre ouverte sur le monde, et ce, pour tous les cycles et même pour les scientifiques. En classe à distance, les sens deviennent des outils universels et disponibles en tout temps! Il suffit d’aiguiser ceux de vos élèves.
L’activité Aiguisez vos sens Télécharger le document PDF est adaptée pour les élèves de tous les cycles, mais plus particulièrement pour les tout-petits du 1er cycle. Au moment de visiter un milieu naturel avec leur famille, vos élèves devront décrire ce milieu naturel grâce à leurs sens. Ils pourront, dans l’action, décrire ce qu’ils voient, ce qu’ils touchent, ce qu’ils sentent et ce qu’ils entendent et noter le tout dans leur cahier de science. Ainsi, vos élèves vont apprendre et construire le sens « scientifique » de certains mots à travers leurs observations (ex. : pour les textures : doux, rugueux, lisse).
Les élèves pourraient également prendre des photos des objets observés et touchés et les partager sur un mur de photos de type Padlet. Puis, une rencontre en visioconférence permet de partager les éléments observés. Les élèves montrent à la caméra les artefacts récoltés et échangent sur le « sens » des mots qui caractérisent les objets trouvés. Par exemple, un élève qui a récolté une roche et en décrit la texture : cette roche est rugueuse. À ce moment, demandez-lui de préciser ce que ça signifie en touchant la roche. Ainsi, une roche rugueuse, « ça veut dire qu’elle a plein de petites bosses ».
L’univers matériel, c’est aussi le moment d’initier une réflexion sur des objets technologiques qui sont conçus pour répondre à nos besoins et nous rendre la vie plus facile! Le défi apprenti génie (DAG) du Réseau Technoscience Ouvrir dans une nouvelle fenêtre propose la conception d’un objet technologique qui place l’élève au cœur de la démarche d’investigation scientifique. Les documents pédagogiques Ouvrir dans une nouvelle fenêtre du défi Pince-moi ça vous permettent de faire vivre les moments de la démarche à vos élèves à distance. L’issue : la fabrication d’un objet technologique simple qui permet de réaliser un défi qui peut être vécu à distance et même en collaboration avec d’autres classes.
Bientôt, vous pourrez télécharger le défi Ouvrir dans une nouvelle fenêtre Pince-moi ça adapté pour la classe à distance en cliquant sur le lien suivant.
Aux deuxième et troisième cycles, vous poursuivez l’initiation de vos élèves à l’observation de la diversité des formes, des textures, des couleurs à l’aide des sens. C’est aussi le temps de remarquer le fait que nos sens, bien que très utiles, peuvent nous tromper.
À ces niveaux, en mathématique, les élèves apprennent à estimer la taille, la masse, le volume. Cela peut être facile et évident d’estimer la masse ou la longueur d’un objet lorsque vous proposez de comparer des objets de taille et de masse très différentes. Par contre, la rigueur et la précision que demandent la science et la technologie nécessitent l’utilisation d’outils de précisions (voir l’activité Des balances pour comparer Ouvrir dans une nouvelle fenêtre). Toutefois, à distance, il est fort probable que vos élèves n’aient pas de balances comme celles proposées dans l’activité. À ce moment, il peut être pertinent d’utiliser des simulateurs virtuels, par exemple pour la masse volumique Ouvrir dans une nouvelle fenêtre.
Vous pouvez également proposer des activités liées au développement durable qui permettront d’initier des investigations sur les différentes formes d’énergie. Les ressources que proposent Hydro-Québec Ouvrir dans une nouvelle fenêtre et le ministère des Ressources naturelles du Québec (Le coin de Rafale) Ouvrir dans une nouvelle fenêtre sont très pertinentes, faciles à partager et à consulter pour vos élèves.
Aux 2e et 3e cycles, c’est le moment de pousser un peu plus loin la notion de besoin auquel répond un objet technologique. Le principe de base de toute machine : la loi du moindre effort! L’activité Vélo en réseau Télécharger le document PDF s’y prête bien. La planification de cette activité propose du travail en asynchrone en classe ou à la maison, des échanges sur un outil de coconstruction à l’écrit (Padlet ou Knowledge Forum) et des rencontres en visioconférence. Le matériel requis est simple : un vélo. Il peut être remplacé par des vidéos ou des plateformes telles qu’eduMedia Ouvrir dans une nouvelle fenêtre et TechnoArgia Ouvrir dans une nouvelle fenêtre.
« L’activité Vélo en réseau cible directement un intérêt très marqué chez mes élèves, car la plupart utilisent ce moyen de transport régulièrement.
Ils ont adoré pouvoir découvrir comment les mécanismes des différentes parties du vélo fonctionnaient. Dorénavant, ils sont davantage conscients de la “cause à effet” entre les différents systèmes.
Le fait de pouvoir interagir avec des experts leur a permis de comprendre des notions plus complexes, mais tout de même bien vulgarisées.
Ils ont été surpris d’apprendre l’historique de cette invention et surtout l’évolution.
Dans l’ensemble, mes élèves ont bien aimé le projet. Ce fut une expérience très enrichissante. »
Geneviève Gonthier, enseignante de 3e cycle, CSS des Découvreurs
Voici deux autres activités qui intègrent la démarche d’investigation scientifique dans l’univers matériel.
Activité 1 : Modélisation 3D
Création d’un objet utile
Tâche
Créer un objet utile en 3 dimensions en utilisant l’application de modélisation Tinkercad. Celle-ci est adaptée pour permettre aux élèves n’ayant pas accès à une imprimante 3D de réaliser à la maison la partie de la modélisation. Il sera ensuite possible d’imprimer les créations si des imprimantes 3D sont disponibles à l’école.
Compétence ciblée
Mettre à profit les outils, objets et procédés de la science et de la technologie
Connaissances
Univers matériel :
- Matière (forme, texture, masse volumique, matériaux qui composent un objet)
- Techniques et instrumentation (fabrication, utilisation d’instruments de mesure simples)
Stratégie
Schématiser ou illustrer le problème
Durée
Environ 4 heures
Au travail! Les élèves doivent concevoir un objet utile en 3 dimensions en tenant compte des critères suivants :
- S’assurer que l’objet est sur le plan de construction.
- Utiliser la règle pour les mesures x, y et z ou des mesures spécifiées pour chaque objet.
- Respecter les dimensions maximales de l’objet : 100*80*80 mm.
- Exporter la création en format .stl pour l’envoi à l’enseignante et en prévision d’une impression 3D lors du retour à l’école.
Note : Rappeler aux élèves que dans Tinkercad, ils doivent sélectionner les deux objets avant de cliquer sur Regrouper en vue du perçage (page 5 du tutoriel).
Retour en groupe. L’enseignante présente en visioconférence avec Tinkercad les fichiers (.stl) reçus des élèves ou les élèves peuvent lui envoyer une capture d’écran. Les élèves expliquent l’utilité de leur création ainsi que les erreurs et les difficultés rencontrées lors de la conception. L’enseignante revient sur la question initiale (Que connaissez-vous maintenant des objets en 3 dimensions?) pour reconnaître les apprentissages réalisés pendant l’activité.
Comme prolongement, l’enseignante peut demander aux élèves s’il y a d’autres objets qu’ils aimeraient concevoir.
« Un petit mot pour dire que l’animation était excellente. Des mois que papa essaie d’intéresser les filles à l’impression 3D et c’est aujourd’hui qu’elles sont concentrées à créer un objet par elles-mêmes afin de l’imprimer plus tard. »
Andréanne, maman de deux filles qui ont suivi la formation Modélisation 3D à distance pendant le confinement
Activité 2 : Transport autonome
De Gaspé à Whitehorse
Ce projet de robotique est adapté à la classe à distance afin de permettre aux élèves n’ayant pas de robot de simuler un trajet avec une voiture jouet par exemple. Ils doivent créer, entre autres, un algorigramme (représentation graphique de l’enchaînement des opérations et des décisions effectuées par un programme d’ordinateur) du trajet qui leur permettra de reproduire les instructions dans l’application du robot de l’école (EV3, Sphero, mBot, etc.). Dans un contexte de classe hybride (en classe et à la maison), les élèves en classe peuvent réaliser les tâches de programmation proposées par les élèves qui sont à la maison.
Tâche
Parcourir un trajet en programmant un véhicule autonome
Compétence visée
Proposer des explications ou des solutions à des problèmes d’ordre scientifique ou technologique
Connaissances
Univers matériel :
- Forces et mouvement (caractéristiques du mouvement, ex. : direction, vitesse)
- Systèmes et interaction (technologie du transport)
Terre et espace :
- Énergie (les sources d’énergie : solaire, éolienne, fossile)
Stratégies
- Discerner les éléments pertinents à la résolution du problème
- Schématiser ou illustrer le problème (algorigramme)
Durée
Environ 5 heures
Pour réaliser les étapes du projet, cliquez sur le lien suivant :
Ouvrir dans une nouvelle fenêtre
« Le projet Transport autonome a permis à mes élèves de s’investir dans une démarche de résolution de problème fort impressionnante. Dès la mise en situation, où nous leur avions demandé ce qu’ils connaissaient des véhicules autonomes, les élèves étaient engagés à fond. Par la suite, ils ont fait des efforts remarquables pour programmer correctement leur robot. La majorité s’est dite emballée par le projet. »
Brigitte Léonard, enseignante au 2e cycle, CSS des Laurentides
Ressources utiles
Voici quelques fiches d’activités et des applications pour vous soutenir dans la réalisation d’activités.
- IRC-CN – Des balances pour comparer (fiche pédagogique PDF) Ouvrir dans une nouvelle fenêtre
- PhET – Simulations interactives (Masse volumique) Ouvrir dans une nouvelle fenêtre
- Hydro-Québec – Les énergies renouvelables : état des connaissances Ouvrir dans une nouvelle fenêtre
- Le coin de Rafale – Développement durable Ouvrir dans une nouvelle fenêtre
- ÉER – projet Vélo en réseau (PDF) Télécharger le document PDF
- eduMedia - Machines et processus (simulation, animation interactive, vidéo) Ouvrir dans une nouvelle fenêtre
- TechnoArgia - Animations pour des activités en classe (6e) Ouvrir dans une nouvelle fenêtre
