Guide de l`enseignant - RECIT des Samares

L’incroyable machine
1er cycle du secondaire
Guide de l’enseignant
Incroyable machine. Version 3. Mars 2009.
1
Titre : L’incroyable Machine
Préparation
Réalisation – Acquisition de ressources
Mise en situation
(Situation authentique)
Le Ministère de l’Éducation du Loisirs
et du Sport désire mettre en place une
campagne
publicitaire
visant
à
valoriser les efforts à mettre pour
surmonter les obstacles dans le
parcours scolaire d’un jeune afin
d’arriver à une réussite. Pour illustrer
le tout, l’agence de publicité désire
faire fabriquer une machine à
réactions en chaînes qui actionnera à
la fin du parcours un petit drapeau sur
lequel il sera écrit :
« Nous avons réussi ! ».
Activation des connaissances antérieures :
Tâches contextualisées (dirigées à semi dirigées) afin
de préparer à la réalisation de la production finale.
Tâche 1 - Étude des liaisons et guidages.
But : Définir et donner des exemples pour les liaisons et
les guidages.
Tâche 2 - Étude des mécanismes de transmission du
mouvement.
But : Définir, identifier les symboles et donner des
exemples pour les mécanismes de transmission du
mouvement.
Réalisation – Production finale
Réalisation de la tâche complexe
(Répondre à la mise en situation)
L’élève devra …
• Individuellement,
élaborer
trois
schémas d’idées différentes d’un
prototype de machine qui sera
actionnée par une bille. La bille devra
provoquer une réaction en chaîne
impliquant les machines simples. Un
drapeau devra être actionné en fin de
parcours.
• En équipe, retenir une idée puis
effectuer le schéma de principe de
l’idée retenue.
• Effectuer le schéma de construction du
prototype.
Tâche 3 - Étude des mécanismes de transformation du
mouvement.
• Construire son prototype et y apporter
des améliorations.
But : Définir, identifier les symboles et donner des
exemples pour les mécanismes de transformation du
mouvement.
• Consigner ses traces dans un journal
de bord.
Tâche 4
Développement de la
compétence
Cerner le
problème
Acquisition des connaissances
Incroyable machine. Version 3. Mars 2009.
2
Intégration
Retour sur la réalisation des élèves
Quels seront les moments de
rétroactions?
Comment animer la synthèse des
apprentissages réalisés?
Comment les élèves reconnaîtront les
lieux de transferts possibles?
De quelle manière sera exprimé le
degré de satisfaction ?
Retour sur la SAÉ
Retour sur la réalisation générale des la SAÉ
Points forts de cette SAÉ ?
Points faibles ?
Pistes d’améliorations suggérées ?
Incroyable machine. Version 3. Mars 2009.
3
SOURCE : L’évaluation des apprentissages au secondaire, Cadre de référence (Version préliminaire)
Incroyable machine. Version 3. Mars 2009.
4
Séquence d’apprentissage proposée
Quoi faire ?
1
Faire ressurgir les connaissances antérieures des
élèves sur les machines.
Instrumentation
•
Durée
Plénière
Description :
L’élève doit prendre conscience de ses représentations initiales sur ce qu’est une machine. L’enseignant doit donc amener l’élève à exprimer la
représentation qu’il a des machines puis l’amener à donner des exemples. L’enseignant pourra ensuite leur proposer la définition suivante :
« Ensemble de mécanismes utilisant une énergie donnée afin de fournir un travail » (Multidictionnaire de la lange française, M-E De Villers,
Québec-Amérique, 1997.) et amener l’élève à situer ses représentation au travers de cette définition.
2
Présenter aux élèves la mise en situation proposée.
•
•
Journal de bord, p. 1
Vidéo : Incroyables_machines_Japon
Description :
L’élève doit lire la mise en situation proposée. L’enseignant doit amener l’élève à comprendre la tâche qui lui est demandé. Afin d’aider l’élève à se
faire une représentation du problème, l’enseignant présente une courte vidéo montrant des machines simples à l’œuvre permettant de satisfaire le
besoin demandé. Cette vidéo, en annexe, présente plusieurs séries de mécanismes permettant d’afficher un message.
Lien Internet pour d’autres vidéos de machines incroyables :
Youtube.com Mots-clés : Japan crazy machine
3
Compléter « Cerner le problème ».
•
Journal de bord, p. 2
Description :
L’élève doit être en mesure de comprendre et d’expliquer la tâche qui lui est demandée et de mentionner ce qu’il devrait connaître pour réaliser cette
tâche. L’enseignant doit amener l’élève à bien saisir son mandat, à comprendre le cahier des charge qui lui est proposé, à réfléchir sur les
apprentissages qu’il pourrait réaliser au cours de cette situation d’apprentissage et à laisser des traces de cette réflexion. La représentation que l’élève
a de la tâche pourrait également se préciser en cours d’apprentissage, à mesure que l’élève imbriquera les différents éléments relatifs à cette situation
d’apprentissage. Il est à noter que l’enseignant peut modifier le cahier de charges proposé en fonction des objectifs pédagogiques visés et du niveau
académique de ses élèves.
4
Faire vivre la tâche d’acquisition de ressources #1
•
•
•
«Étude des liaisons et guidages.»
Journal de bord, p. 4
Fiches Copier-coller «Liaison et guidage »
Description :
En dyade, l’élève doit découper les définitions et les exemples pour chacune des liaisons, lire et analyser chacune des vignettes puis faire une
association avec le nom des liaisons et le symbole pour ensuite les coller dans son journal de bord. L’enseignant doit, idéalement donner accès à
l’élève, à des objets faisant intervenir ces types de liaisons. L’enseignant doit amener l’élève à comprendre chacun des concepts en jeu afin que
l’élève puisse les appliquer lors de la conception de son Incroyable machine.
Incroyable machine. Version 3. Mars 2009.
5
5
Faire vivre la tâche d’acquisition de ressources #2
•
•
•
«Étude des mécanismes de transmission du
mouvement.»
Journal de bord, p. 5
Fiches Copier-coller «Transmission du mouvement »
Description :
En dyade, l’élève doit découper les définitions, les symboles et les exemples pour chacun des mécanismes de transmission du mouvement, lire et
analyser chacune des vignettes puis faire une association avec le nom des mécanismes pour ensuite les coller dans son journal de bord. L’enseignant
doit, idéalement donner accès à l’élève, à des objets faisant intervenir ces types de mécanismes de transmission du mouvement. L’enseignant doit
amener l’élève à comprendre chacun des concepts en jeu afin que l’élève puisse les appliquer lors de la conception de son Incroyable machine.
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Faire vivre la tâche d’acquisition de ressources #3
•
•
•
«Étude des mécanismes de transformation du
mouvement.»
Journal de bord, p. 6
Fiches Copier-coller «Transformation du
mouvement »
Description :
En dyade, l’élève doit découper les définitions, les symboles et les exemples pour chacun des mécanismes de transformation du mouvement, lire et
analyser chacune des vignettes puis faire une association avec le nom des mécanismes pour ensuite les coller dans son journal de bord. L’enseignant
doit, idéalement donner accès à l’élève, à des objets faisant intervenir ces types de mécanismes de transformation du mouvement. L’enseignant doit
amener l’élève à comprendre chacun des concepts en jeu afin que l’élève puisse les appliquer lors de la conception de son Incroyable machine.
7
Compléter « De quoi puis-je m’inspire?».
•
Journal de bord, p. 7
Description :
En individuel, l’élève doit imaginer trois machines simples lui permettant d’atteindre le but fixé : une machine simple actionnée par une bille
(départ), une autre actionnant le drapeau (fin) et une autre située entre les deux machines simples. Il doit représenter ses idées à l’aide de croquis
(des dessins faits à main levés). L’enseignant peut amener l’élève à s’inspirer d’objets qu’il connaît, notamment des procédés vus dans les tâches
d’acquisition de ressources ou à amener l’élève à laisser libre cours à son imagination la plus débridée, tout en gardant à l’esprit le besoin à satisfaire
et le spécifications du cahier de charges. L’élève doit être capable d’expliquer, par un court texte, en quoi consiste chacune de ses idées.
8
Compléter « Choix d’un mécanisme».
•
Journal de bord, p. 7
Description :
L’élève doit se regrouper avec son ou ses coéquipiers. Les coéquipiers doivent s’entendre sur le choix d’une Incroyable machine. L’enseignant doit
donc amener les élèves à justifier leurs propositions aux autres coéquipiers dans un processus d’échange d’idées. À la suite de ces discussions, les
coéquipiers devront porter leur choix sur des machines simples proposées afin de constituer la réaction enchaîne de leur Incroyable machine et
justifier leur choix au regard du cahier de charges.
Incroyable machine. Version 3. Mars 2009.
6
9
Compléter «Le schéma de principe ».
•
Journal de bord, p. 8
Description :
L’élève doit effectuer le schéma de principe de son Incroyable machine. L’enseignant doit amener l’élève à visualiser le plus clairement possible les
actions de L’incroyable machine et à se les représenter à l’aide de schémas. Il doit principalement représenter les forces en action, les mouvements
des différentes composantes, les liaisons et les guidages.
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Compléter « Comment vais-je construire mon
Incroyable machine? »
•
Journal de bord, p. 9
Description :
Par un schéma de construction, l’élève doit représenter clairement le plan de construction de son Incroyable machine en indiquant, à l’aide des
symboles étudiés et ceux qui se trouvent autour de la surface de dessin, en quoi consistera son Incroyable machine. L’enseignant doit amener l’élève
à concevoir le schéma de construction comme un outil de communication de son travail. Selon le moment où se vit cette situation d’apprentissage au
cours du cycle, l’enseignant peut faire construire le schéma de construction après que l’élève ait construit son Incroyable machine. En fin de cycle,
l’élève devrait toutefois être en mesure de représenter son schéma de construction avant la réalisation de son Incroyable machine car, celui-ci
constitue les traces de la planification de son travail.
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Compléter « Problèmes rencontrés et solutions
apportées pendant la fabrication de mon Incroyable
machine »
•
Journal de bord, p. 10
Description :
Tout au long de la construction de son Incroyable machine, l’élève sera dans un processus de résolution de problèmes. Il doit être en mesure
d’identifier les problèmes rencontrés et mentionner les solutions envisagées et mises en place. L’enseignant doit amener l’élève à prendre le temps
d’identifier les problèmes et les solutions apportées et à les noter à son journal de bord. Quelques minutes prévues en fin de période sont souhaitables
afin que l’élève puisse faire un retour adéquat sur cet aspect.
12
Compléter « Les améliorations apportées lors des
essais de mon Incroyable machine.»
•
Journal de bord, p. 11
Description :
Après avoir construit son Incroyable machine, l’élève doit être en mesure de la tester en d’en améliorer le fonctionnement afin qu’elle réponde
efficacement au besoin. L’enseignant amènera l’élève à laisser des traces des problèmes rencontrés et des améliorations apportées à son Incroyable
machine.
13
Compléter « Retour sur la démarche.»
•
Journal de bord, p. 12
Description :
L’élève effectue un retour sur sa production finale. Il doit analyser son Incroyable machine au regard du cahier de charge proposé, identifier les
avantages et les inconvénients ainsi que proposer des améliorations afin de rendre son prototype conforme au cahier de charges.
Incroyable machine. Version 3. Mars 2009.
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Tâche d’acquisition de ressource # 1
Liaison et guidage
Liaison
Fixe
Définition
Symbole
Exemple
Aucun mouvement
possible
Glissière
Rotation : non
Translation :1 sens
Rotule
Rotation : tous sens
Translation :non
Pivot
Rotation : 1 sens
Translation : non
Pivot
glissant
Hélicoïdal
Rotation : 1 sens
Translation :1 sens
Hélicoïdale
Incroyable machine. Version 3. Mars 2009.
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Tâche d’acquisition de ressource # 2
Mécanisme de transmission du mouvement
Mécanisme
Définition
À roues
dentées
Une roue dentée fait
directement tourner
une autre roue
dentée...
À roues de
friction
Une roue fait
directement tourner
une autre roue...
De poulies
Une courroie permet
à une roue ou à une
poulie d'en faire
tourner une autre...
De roues
et chaîne
Une chaîne permet à
une roue dentée d'en
faire tourner une
autre...
De vis
sans fin
Une roue dentée fait
tourner une vis sans
fin... ou l'inverse.
Incroyable machine. Version 3. Mars 2009.
Symbole
Exemple
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Tâche d’acquisition de ressource # 3
Mécanisme de transformation du mouvement
Mécanisme
Bielle
manivelle
Définition
Exemple
Une roue muni d'un
bras fait glisser une
pièce dans un
conduit... ou l'inverse.
Pignon
crémaillère
Une roue dentée fait
bouger une pièce
droite dentée... ou
l'inverse.
Came
Une roue ovale ou
déformée pousse sur
une tige qui gllisse
dans un conduit... ou
l'inverse.
Vis écrou
Symbole
Une vis sans fin
fixe fait bouger une
pièce en raison du
filage...
Incroyable machine. Version 3. Mars 2009.
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CRÉDITS
Incroyable Machine (Version 3 - mars 2009)
Idée originale
Stéphane Brousseau, Commission scolaire des Samares 2008
Adaptation
Daniel Ricard, Commission scolaire des Samares 2008
Modification (Version 3)
Stéphane Coupal, Commission scolaire de Laval (mars 2009)
(Détail de la planification, séquence d’apprentissage proposée, intégration des activités
d’acquisition de ressources dans le cahier de l’élève, ajout de quadrillage du schéma de
construction, ajout des grilles d’évaluation tirées des échelles de fin de cycle et ajout des liens
avec le programme).
Droit de propriété intellectuel régi par le protocole Creative Commons
Cette situation d’apprentissage et d’évaluation est destinée à un usage
pédagogique. La reproduction et la modification de cette situation
d’apprentissage et d’évaluation sont autorisées tant qu’elles ne se font pas
dans un but commercial. Par respect pour les auteurs, veuillez citer la source
de la situation d’apprentissage originale.
Clauses du contrat :
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ca/deed.fr_CA
Incroyable machine. Version 3. Mars 2009.
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