LE CONCOURS DE BOLIDES

GUIDE DE L’ENSEIGNANT

2e CYCLE

2014-2015

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Remerciements

Marie-ève Grenier, enseignante en 4e année, école Notre-Dame-de-Foyo Pour sa collaboration tant lors de l’élaboration de la trousse que pour l’expérimentation en classe avec ses élèves.

Chantal Matte, enseignante en 4e année, école Fernand-Séguino Pour sa collaboration tant lors de l’élaboration de la trousse que pour l’expérimentation en classe avec ses élèves.

Le concours de bolides en un coup d’œil

Cette SAÉ a été conçue afin de soutenir les enseignants du 2e cycle pour qu’ils puissent s’approprier la démarche générale d’apprentissage en science et technologie au primaire. Cette appropriation pourra se faire lors de la réalisation de la tâche avec les élèves. Le thème permet l’apprentissage de certains concepts de la Progression des apprentissages, dont plusieurs concernent l’univers vivant, dans le cadre d’une tâche complexe où l’élève aura à mettre en œuvre une expérimentation scientifique.

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Tâche complexe proposée aux élèves

Concevoir, à l’aide des apprentissages réalisés lors de l’analyse technologique de différents bolides (stations), un véhicule performant pouvant aller le plus loin possible.

Principaux apprentissages visés (p. 4 à 6)

Réaliser une démarche de conception de façon relativement autonome.

Concepts de la progression des apprentissages :- caractéristiques d’un mouvement; - effet d’une force sur la direction d’un objet;- effet combiné de plusieurs forces sur un objet;- Forme d’énergie (énergie mécanique)- concevoir et fabriquer un prototype.

En activité d’apprentissage : Stations de découvertes, analyse

technologique de la conception d’un bolide

Le concours de bolidesScience et technologie - 2e cycle

Canevas

Intentions pédagogiques

Cette situation d’apprentissage permet à l’élève de :

Mettre en application la démarche générale d’apprentissage en science et technologie au primaire. Cette démarche vise l’appropriation d’un processus de résolution de problème en contexte.

Reconnaître des caractéristiques d’un bolide performant.

Temps estimé : 8 heures (un avant-midi pour les stations d’exploration, un avant-midi pour la conception du bolide et un après-midi pour le concours de bolides)

Compétences

Proposer des explications ou des solutions à des problèmes d’ordre scientifique ou technologique Mettre à profit les outils, objets et procédés de la science et de la technologie Communiquer à l’aide des langages utilisés en science et en technologie

Références complémentaires

Centre de développement pédagogique

Démarche générale d’apprentissage en science et technologie au primairehttp://www2.cslaval.qc.ca/cdp/pages/primaire-outils-ressources.html

Vignettes (illustrations)http://www2.cslaval.qc.ca/cdp/UserFiles/File/downloads/vignettes_science_technologie/

Thouin, Marcel, Enseigner les sciences et la technologie au préscolaire et au primaire , Éditions Multimondes, Sainte-Foy, 2004.

Les forces et les mouvements : page 28

La main à la pâte - http://www.fondation-lamap.org

La main à la pâte : la voiture à airhttp://www.fondation-lamap.org/fr/page/11626/la-voiture-air

Éclairs de sciences - http://www.eclairsdesciences.qc.ca/

Univers matériel – 2eme cycle – comment fabriquer un objet qui roule le plus loin possiblehttp://www.eclairsdesciences.qc.ca/fr/univers-materiel2.html

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1. Lire le texte « Le concours de bolide» en amorceCourchesne Karine, Daveluy Louise, Haeck Lyne, Legalt Caroline, Prenoveau, Vingt mille mots sous les mers, cahier d’apprentissage A, Les Éditions CEC, 2e édition, P.3

2. Lire la mise en situation du cahier de l’élève avec les élèves

3. En grand groupe, faire un remue-méninge sur ce qu’est un bolide performant

Noter toutes les idées ressorties par les élèves

Individuellement, les élèves complètent la première partie du document : Explique ce qu’est, selon toi, un bolide performant (2idées)?

Réponses attendues : va loin, va vite, roule droit, forme aérodynamique…

4. Lecture de la consigne d’hypothèse. Préciser que c’est une caractéristique de conception pour qu’un bolide aille le plus loin possible.

Attention à la formulation de l’hypothèse : je pense, je crois… parce que…

Exemple : Je crois qu’un bolide doit avoir de grosses roues pour aller le plus loin possible parce que les voitures de courses ont de grosses roues.

Demander aux élèves d’utiliser un crayon à l’encre pour la formulation de l’hypothèse.

Il est important d’insister sur la formulation du « parce que ». Les élèves doivent formuler cette explication à partir de leurs impressions, de leurs connaissances antérieures, d’observations. Il n’y a pas de bonne ou de mauvaise réponse. Il est possible que l’élève réalise que son hypothèse est infirmée en cours d’expérimentation. Il pourrait alors être tenté de la modifier en croyant que sa réponse était « mauvaise ». Voilà pourquoi l’utilisation de l’encre est utile. Au moment du bilan, l’élève aura l’occasion de revenir sur son hypothèse et d’expliquer sa nouvelle compréhension du problème.

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AmorceTemps estimé : Environ 30 minutes

5. Découverte des caractéristiques d’un bolide performant

Acquisition de vocabulaire scientifique en lien avec l’activité. Donner un temps pour que les élèves placent les mots au bon endroit dans le tableau. Revenir (corriger) en grand groupe.

Activité d’apprentissageStations d’exploration des caractéristiques de conception d’un bolideTemps estimé : 2h30

1. Former des équipes de deux ou trois élèves.

Il est suggéré de former des groupes de deux ou trois élèves. Chaque élève devrait cependant compléter son cahier. Il y a 9 postes au total. Chaque poste se répète deux fois sauf le poste 4 qui lui se répète trois fois.

2. Présentation du poste 1 aux élèves

Faire la lecture de la consigne aux élèves et présenter le matériel. Les élèves doivent associer le système roue/axe/essieu A-B-C aux observations du tableau correspondantes.

Dans la colonne résultat, les élèves doivent indiquer l’impact sur le roulement du véhicule.

À l’aide des mots de vocabulaire présentés précédemment, les élèves placent les bonnes parties sur le dessin.

Cette station est particulièrement importante car les élèves devront choisir lequel des systèmes roue/axe/essieu ils souhaitent utiliser pour la conception de leur bolide.

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3. Présentation du poste 2 aux élèves

Faire la lecture de la consigne aux élèves et présenter le matériel.

Faire une démonstration aux élèves. Il est important de bien pincer le tuyau et d’aller poser rapidement le doigt au bout de celui-ci pour éviter que de l’air s’échappe lorsque l’on retire la pompe.

4. Présentation du poste 3 aux élèves

Faire la lecture de la consigne aux élèves et présenter le matériel.

Les bolides D-E-F ont chacun un défaut de conception. Les élèves doivent Identifier quel est ce défaut et indiquer quel sera l’impact d’une telle erreur de conception sur le roulement du bolide.

Cette station est particulièrement importante car les élèves devront éviter de reproduire ces erreurs lors de la conception de leur bolide.

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5. Présentation du poste 4 aux élèves

Faire la lecture de la consigne aux élèves et présenter le matériel.

Les élèves doivent comparer les trois modes de propulsion afin de faire leur choix.

Il est important lors de la mise en place des postes de bien regrouper les trois bolides au mode de propulsion différents en fonction de leur type de roue pour une plus grande justesse lors de l’interprétation des résultats (les 3 bolides d’un même groupe doivent avoir la même sorte de roue).

Il est recommandé de placer une ligne de ruban adhésif au sol pour marquer le départ et la position du ventilateur. Préciser aux élèves de placer le bolide derrière la ligne de départ et de mesurer la distance entre la ligne de départ et la roue avant du bolide à l’arrivée.

Faire une démonstration sur la façon d’enrouler l’élastique sur lui-même. Il est normal que le bolide propulsé par l’élastique ne parcoure pas une grande

distance à comparer aux deux autres modes de propulsion.

À la fin, faire un retour sur les différentes stations avec les élèves afin de s’assurer l’acquisition des apprentissages en vue de la conception du bolide.

1. Présentation du matériel aux élèves. Présenter aux élèves le matériel qui leur sera fourni. Il est possible de proposer aux élèves d’apporter du matériel supplémentaire de la maison (châssis du bolide, décoration…)

2. Réalisation du schéma du bolide

Les élèves doivent s’entendre sur le choix du système roue/axe/essieu, du mode de propulsion et sur les matériaux utilisés.

Les élèves réalisent ensuite le schéma de leur bolide tout en identifiant les principales parties.

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Phase de réalisationPlanificationTemps estimé : 30 minutes

3. Liste des matériaux et étapes de fabrication

Les élèves dressent la liste des matériaux choisis de même que les principales étapes de fabrication du bolide.

Phase de réalisationRéalisationTemps estimé : 2 périodes

1. Distribution du matériel

Pour la distribution du matériel, appeler les équipes à tour de rôle afin qu’ils choisissent le matériel. S’assurer de la pertinence du choix des matériaux et de la quantité utilisée afin d’éviter au maximum le gaspillage. Voici un aperçu du matériel pour une équipe.

Partie du bolide Matériel QuantitéRous/axe/essieu Roues 4

Baguette de bois 1Paille 1

Châssis Modèle en carton 1Bâtonnets à café 6Assiettes de styromousse 2

Propulsion ballon Ballon 1Élastique 1Tube de plastique 10 cm

Propulsion voile Bâtonnets à café 5-6Tissus, sac plastique 1Baguette de bois 1Bouchon de liège (support de voile) ½ bouchon

Propulsion élastique Élastique 1

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2. Capsule d’utilisation des outils

Pour dégager l’enseignant afin qu’il puisse observer ses élèves en action et garder des traces, il est suggéré de laisser les élèves manipuler les perceuses et fusils à colle chaude. Cependant, une démonstration d’utilisation sécuritaire est recommandée.

Il est recommandé d’utiliser des lunettes de sécurité lors de l’utilisation de la perceuse et du fusil à colle chaude.

Les élèves utiliseront la perceuse uniquement pour percer les bouchons. L’important est de bien centrer la mèche dans le bouchon et d’y aller délicatement.

L’utilisation des fusils à colle chaude est tout à fait possible avec les élèves du deuxième cycle. Il faut cependant éviter de toucher au bout de métal qui devient très chaud.

Cependant, l’utilisation du couteau à lame rétractable pour couper les bâtonnets de bois devra être faite par l’enseignant. Les baguettes de bois se coupent aussi à l’aide de ciseaux.

3. Les élèves construisent leur véhicule.

Lors de la construction du bolide, circuler dans la classe pour consigner les observations. Utiliser la « grille de vérification » proposée. Éviter de tomber dans le piège de s’impliquer dans la construction des élèves car vous aurez du mal noter des observations. Pensez à référer les élèves au document « problèmes et pistes de solutions proposées ».

4. Essais et améliorations

Les élèves font des essais afin d’améliorer la performance de leur bolide. Pensez à référer les élèves au document « problèmes et pistes de solutions proposées ».

Les élèves compilent les résultats de leurs essais dans le tableau.

Les élèves complètent le tableau des problèmes rencontrés et solutions apportées.

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5. Le concours de bolides

Prévoir un endroit pour le concours de bolides (plancher de classe dégagé des bureaux, gymnase, corridor…). Marquer au sol une ligne de départ et prévoir un endroit pour positionner le ventilateur. Les équipes font deux essais. Les résultats sont compilés dans le tableau. Le meilleur des deux essais est choisi. L’équipe dont le bolide s’est rendu le plus loin remporte le concours. Un petit certificat pourra être remis aux participants de l’équipe gagnante.

Phase de réalisation (concours) et phase d’intégrationBilanTemps estimé : 2 périodes

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6. Retour

Retour en grand groupe sur ce qui a bien et moins bien été. Faire ressortir les problèmes rencontrés et les solutions apportées par les élèves. Revenir sur les caractéristiques d’un bolide performant.

Les élèves complètent ensuite la dernière partie du cahier de l’élève

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