Sauvons les ours polaires

La SAÉ « Sauvons les oursons polaires! » est une activité de conception technologique destinée aux élèves de 3e cycle du primaire. Dans une mise en situation fictive lié à la fonte des glaces, les élèves doivent concevoir et fabriquer un bateau capable de transporter le plus grand nombre possible d'oursons polaires en un seul voyage. Les oursons sont représentés par des écrous métalliques (1 écrou = 3 oursons) afin de permettre l'expérimentation dans l'eau et l'observation des effets de la charge sur la flottabilité.

À travers cette démarche, les élèves explorent les notions de masse, de volume, de masse volumique (densité) et de flottabilité. Ils doivent émettre des hypothèses, réaliser un croquis, choisir des matériaux en fonction de leurs propriétés, construire un prototype, le tester et l'améliorer au besoin.

Cette SAÉ mobilise la démarche de conception technologique et permet aux élèves de développer leurs compétences en résolution de problèmes scientifiques, en manipulation d'outils et en communication scientifique.

1. Alloprof. (s.d.). La flottabilité-primaire. https://www.alloprof.qc.ca/fr/eleves/bv/sciences/la-flottabilite-primaire-s1803#exercice-la-flottabilite-primaire
   
2. Alloprof. (s.d.). Les principes d'Archimède, de Pascal & de Bernoulli. https://www.alloprof.qc.ca/fr/eleves/bv/sciences/les-principes-d-archimede-de-pascal-et-de-bernou-s1130
3. Alloprof. (s.d.). Qu'est-ce que la flottabilité? (vidéo). https://www.youtube.com/watch?v=QnIrGwBTtA0
4. Baugé, P. & Lirquet, H. (2020). Willy Wild à la découverte de l'écologie: La fonte des glaces. Unique héritage éditions. 
5. La trousse des maitresses. (2020). Les bateaux au fil du temps. https://latroussedesmaitresses.com/les-bateaux-au-fil-du-temps-a187707734.
   
6. Ministère de l'Éducation du Québec. (2009). Progression des apprentissages au primaire- Culture & citoyenneté québécoise. Gouvernement du Québec. https://www.google.com/search?q=progression+des+apprentissages+ccq+primaire&rlz=1C5CHFA_enCA997CA997&oq=progression+des+apprentissages+ccq&gs_lcrp=EgZjaHJvbWUqBwgBEAAYgAQyBggAEEUYOTIHCAEQABiABDIHCAIQABiABNIBCDc0NTFqMGo0qAIAsAIA&sourceid=chrome&ie=UTF-8
   
7. Ministère de l'Éducation du Québec. (2009). Progression des apprentissages au primaire- Sciences & technologies. Gouvernement du Québec. https://cdn-contenu.quebec.ca/cdn-contenu/education/pfeq/primaire/progressions-apprentissages/PFEQ-progression-apprentissages-science-technologie-primaire.pdf
8. Ministère de l'Éducation du Québec. (2001). Programme de formation de l'école québécoise: Enseignement primaire-Sciences & technologies. Gouvernement du Québec. https://cdn-contenu.quebec.ca/cdn-contenu/education/pfeq/primaire/programmes/PFEQ-science-technologie-primaire.pdf
9. UN-Environnement programme. (2022). Laura Fuller-Chef de communication PNUE en Amérique du Nord. Environnement programme. https://www.unep.org/people/laura-fuller?

Structuration claire & prévisible de l'activité. Chaque étape est présentée clairement dans les diapositives de la présentation. L'.utilisation d'une minuterie visuelle aidera aussi les élèves à s'autoréguler dans leur travail en ayant tout le temps accès au temps restant pour chaque étape.

Utilisation de pictogrammes pour soutenir la compréhension du texte de façon visuelle & diminuer la surcharge cognitive & la fatigue mentale.

Modèlisation des stratégies enseignées pour soutenir leur développement de façon concrète & claire.

Réalisation d'une marguerite des stratégies à utiliser lorsqu'on se sent bloqué. Les élèves pourront participer à son élaboration en proposant des stratégies qui leur conviennent (ex: demander de l'aide à l'enseignante, se référer aux exemples dans le journal de bord, questionner une autre équipe, passer à une autre étape, prendre une pause, etc.)

2 versions du journal de bord selon le niveau de difficulté des élèves ( une version adapté pour soutenir les élèves avec des phrases trouées).

Répartition de l'activité sur 7 périodes pour permettre de laisser du temps de pause/détente & prévoir les intervention en cas de crise. Cela permet aussi de disperser les apprentissages pour éviter la surstimulation.

L'enseignante peut prévoir les équipes d'avance afin de faire des duos hétérogènes en force. Cela peut permettre aux élèves de s'entraider en mettant leur force ensemble.

Permettre l'utilisation de l'ordinateur pour les élèves ayant des difficultés en écriture.

Aux besoins, simplifié le vocabulaire utilisé ou concrétisé les explications d'un concept plus abstrait comme la poussée d'Archimède (Utiliser des exemple avec du matériel).

Période 1: Faire l'amorce &  présenter la lettre de l'ONU (déclencheur).

Période 2: Poursuivre le déclencheur avec la discussion guidée & l'enseignement des repères culturels.

Période 3: Effectuer la section sur les connaissances antérieures, écouter le vidéo allo prof & faire le kahoot.

Période 4:  Faire l'activité 1, l'enseignement des stratégies & remplir la marguerite des stratégies d'aide.

Période 5:  Présenter le matériel disponible & donner le temps aux élèves de remplir le cahier de l'élève (planification: matériel, protocole, croquis).

Période 6: Construction du prototype (réalisation) & remplir la section du cahier de l'élève.

Période 7: Intégration (mise à l'essai & complétion du bilan & de l'autoévaluation individuellement).

Lire l'album jeunesse willy wild à la découverte de l'écologie "La fonte des glaces".  Peut faire un lien en CCQ, sous thème: transition écologie vue au 3e cycle du primaire.

Questionner les élèves sur :

Comment la fonte des glaces peut affecter la faune.

Comment on pourrait sauver les animaux polaires, plus précisément les oursons polaires? (discussion ouverte).

Présentation de la lettre de l'ONU (PNUE: programme des nations unies pour l'environnement) qui requiert notre aide pour développer un bateau à partir de matériel recyclé pour sauver les oursons polaires. Expliquer les élèves auront la tâche de construire un prototype de bateau en matière recyclée à proposer à l'ONU pour sauver les ours.

Discussion guidée: 

Qu'est-ce que les bateaux ont de spécial? Comment font-ils flotter?

Présentation de la ligne du temps des bateaux & de leurs caractéristiques.

Présentation d'Archimède.

• Questionner les élèves: Est-ce que tous les objets lourds coulent?Est-ce que tous les objets légers flottent?
• Présenter le vidéo allo prof sur la flottabilité
• Effectuer le Kahoot pour confirmer la compréhension des élèves.

Les élèves font l'activité 1 en équipe de 2 dans leur journal de bord (disponible dans la section matériel) pour permettre de tester concrètement leurs connaissances. (Le matériel à tester est déjà répartit dans des sacs. Chaque équipe prend un sac).

À partir de la présentation canva:

• Enseigner la rédaction d'une bonne hypothèse, avec une modèlisation
• Enseigner comment effectuer un croquis complet (matériaux & mesures pour chaque pièce) + modélisation.
• Remplir la marguerite des stratégies lorsqu'on éprouve des difficultés (prendre les propositions des élèves & compléter (aide de l'enseignant, poser des questions à une équipe, regarder les exemples, etc).

Les élèves remplissent les sections désignées dans leur journal de bord en simultané avec l'enseignement. 

Présenter les objets disponibles pour leur conception. 

Présenter le cahier de l'élève & les différentes parties à remplir (hypothèse, matériel, protocole & croquis).

Circuler dans la classe pour soutenir les équipes qui en ont besoin lors de leur préparation.

Rappeler le matériel disponible.

Présenter les consignes de sécurité ( la diapositive avec ces consignes est aussi dans leur journal de bord pour leur permettre d'y avoir accès en tout temps.).

Afficher au tableau les étapes à réaliser pour la constructions de leur prototype. (diapositive 38).

Présenter la page du cahier de l'élève en lien avec la réalisation. Expliquer aux élèves qu'ils doivent consigner les étapes auxquelles ils ont éprouvé des difficultés, expliquer la difficulté rencontrée & ensuite expliquer la solution qu'ils ont trouvée pour y remédier.

Circuler entre les équipes pour offrir son soutien & corriger les erreurs d'utilisation.

Mise à l'essai des prototypes:

Présenter aux élèves comment nous allons procéder pour tester la flottabilité de leur bateau:

• Une équipe à la fois se présente au bac en avant 
• L'enseignant.e. dépose le bateau dans le bac d'eau pour assurer l'équité.
• L'enseignant.e. dépose un écrou à la fois sur le bateau. Elle laisse environ 5 secondes avant d'en déposer un nouveau. 
• La mise à l'essai du bateau se termine lorsqu'il commence à prendre l'eau ou couler.
• Pour récompenser l'équipe & renforcer la participation, nous allons leur remettre une poignée d'oursons en gelé (renforcement alimentaire qui rappelle la thématique des ours).
• Appeler une autre équipe à venir faire la mise à l'essai

Par la suite afficher & présenter les comportements attendus au tableau (Lorsque je suis observateur... Lorsque je suis testeur...). Laisser cette diapositive au tableau pour la durée de la mise à l'essai. De plus, rappeler l'importance d'être à l'écoute lors de la mise à l'essai des autres équipes, puisqu'une question du bilan portera sur leur conception.

Finalement, renvoyer les élèves à leur place & leur demander de remplir individuellement le bilan dans le cahier de l'élève & l'autoévaluation qui se trouve à la fin du journal de bord. (Circuler pour soutenir les élèves).

Compétence 1 : Proposer des explications ou des solutions à des problèmes d'ordre scientifique ou technologique.

Compétence 2 : Mettre à profit les outils, objets et procédés de la science et de la technologie.

Compétence 3 : Communiquer à l'aide des langages utilisés par la science et la technologie;

Outils TIC:

• TNI : Projection du power point & du vidéo, utiliser pour la modélisation & effectuer le kahoot. Cela permettra aussi d'afficher les consignes tout au long des activités ce qui agira comme rappel visuel.

• Vidéo allo prof: Soutenir la compréhension du concept de flottabilité avec un vocabulaire adapté aux élèves du 3e cycle.

• Kahoot: Permet de faire un retour sur le concept de flottabilité et confirmer la compréhension des élèves avant la conception de leur bateau.

• Ordinateurs (1 par élève): Pour effectuer le kahoot.

?Tout au long de la SAE:

• Présentation canva (https://www.canva.com/design/DAHBbUyiyI0/eonJ2b59_OH0-V9FzZYyHA/edit?utm_content=DAHBbUyiyI0&utm_campaign=designshare&utm_medium=link2&utm_source=sharebutton)
• Cahier de l'enseignant (https://www.canva.com/design/DAHENAcRtRw/uqBMpiXBsLCD9DOE9_oPBg/edit?utm_content=DAHENAcRtRw&utm_campaign=designshare&utm_medium=link2&utm_source=sharebutton)
• Cahier de l'élève (https://www.canva.com/design/DAHEIzTiM2o/J2pVD4EGzmIPuioY34XilQ/edit?utm_content=DAHEIzTiM2o&utm_campaign=designshare&utm_medium=link2&utm_source=sharebutton)
• Journal de bord (https://www.canva.com/design/DAHBbQ0uuZ4/jxf91HsW2c__ej3u-gfUkw/edit?utm_content=DAHBbQ0uuZ4&utm_campaign=designshare&utm_medium=link2&utm_source=sharebutton)
• TNI

Amorce:

Livre Willy Wild: La fonte des glaces

Déclencheur:

• Lettre du PNUE (https://www.canva.com/design/DAHEiJqr3n0/Dr38Q4nQWBsItD1fx8FnyA/edit?utm_content=DAHEiJqr3n0&utm_campaign=designshare&utm_medium=link2&utm_source=sharebutton)

Connaissances antérieures:

• kahoot (https://create.kahoot.it/details/la-flottabilite/8946f0a6-c3c5-452f-848f-37bccc0489eb)
• Ordinateurs

Activité 1:

• 4 bacs en plastique
• eau
• 4 Sacs d'objets (1 sac contient: 1 trombone, 1 bouchon de liège, 1 plat de pâte à modeler, 1 pomme, 1 cannette vide & un baton de popsicle).
• Minuterie

Réalisation:

• Matériel recyclé (bouchon de liège, carton, pot de yougourt, cannettes, bouteilles de plastique, élastique en caoutchouc, etc.
• Ciseaux
• Colle
• ruban adhésif
• Règle

Intégration:

• Bac en plastique
• Eau
• Oursons en gelé
• une dizaine d'écrous

Les comportements sécuritaire sont rappelé dans la présentation canva.

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