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Un jeu solide!
Mélanie Gaudreault
Joannie Mclean
Rachel Tremblay
Concours La Relève
APSQ
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Table des matières
Introduction ____________________________________________________________ 3
Informations générales ___________________________________________________ 4
Liens avec le programme de formation ______________________________________ 5
Préparation ____________________________________________________________ 7
Réalisation ____________________________________________________________ 10
Intégration et réinvestissement ____________________________________________ 11
Évaluation ____________________________________________________________ 12
Conclusion ___________________________________________________________ 13
Annexe 1 : Journal technologique __________________________________________ 14
Annexe 2 : Grille d’évaluation individuelle __________________________________ 23
Références ____________________________________________________________ 25
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Introduction
Tout au long de notre carrière en enseignement, nous serons amenées à bâtir des
situations d’apprentissage pour nos élèves. Celles-ci devront éveiller leur curiosité et leur
permettre de se questionner, d’observer le monde qui les entoure et ainsi, de comprendre
leur environnement. Les situations concrètes et stimulantes favorisent l’apprentissage des
élèves. Il est donc important de proposer des situations d’apprentissage qui rejoignent la
réalité et l’intérêt de la majorité des jeunes.
Suite au projet d’expo-sciences réalisé dans le cadre du cours Didactique de la
science et de la technologie I, nous devons construire une situation d’apprentissage en
lien avec notre sujet. Nous proposerons donc une situation d’apprentissage en lien avec la
technologie qui amènera l’élève à décrire l’effet d’une force sur un matériau ou une
structure.
En premier lieu, nous établirons les informations générales concernant cette
situation d’apprentissage. Par la suite, nous définirons les liens avec le programme de
formation de l’école québécoise. Notre situation d’apprentissage sera ensuite détaillée en
fonction de trois phases soit, la préparation, la réalisation et l’intégration. Enfin, nous
proposerons un outil d’évaluation qui permettra de vérifier la compréhension des élèves.
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Informations générales
Titre de l’activité : Un jeu solide!
Niveau d’enseignement : Deuxième année du deuxième cycle (quatrième année du
primaire).
Description de la situation d’apprentissage et démarche : À partir d’une activité
préalable qui permet aux élèves de découvrir quel solide géométrique est le plus résistant,
les élèves vont effectuer une démarche d’expérimentation. Effectivement, suite à un
questionnement de départ, les élèves auront à émettre une hypothèse, réaliser un
protocole, consigner leurs résultats pour enfin vérifier leur hypothèse de départ. Quant à
la construction du module de jeu qui permet aux élèves d’intégrer les nouveaux
apprentissages, il s’agit d’une démarche de conception. En effet, les élèves vont devoir
inventer et construire un prototype de module de jeux en réinvestissant leurs nouvelles
connaissances à propos de la résistance des solides géométriques dans la construction
d’une structure.
Cette situation d’apprentissage comprenant plusieurs étapes nécessite plusieurs périodes
de travail. Pour la mise en situation et l’activité préalable, une durée de deux périodes (un
après-midi) serait suffisante. En ce qui concerne l’activité de conception, les élèves
auront certainement besoin de trois périodes afin de produire le plan, construire la
maquette, la tester et la perfectionner au besoin. La présentation du résultat final pourra
se faire sur une période. Enfin, la période d’intégration aura lieu dans un moment
approprié sur une durée d’environ trente minutes (idéalement, avant ou après une
récréation).
Matériel : Pour l’activité préalable, les élèves auront besoin de papier cartonné de
grandeur et d’épaisseur égales, de ruban adhésif et de cahiers identiques comme unité de
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mesure non-conventionnelle (les élèves pourraient utiliser des unités de mesure
différentes, l’important est que toutes les charges soient identiques).
Pour la construction du prototype de module de jeux, les élèves auront besoin de papier
cartonné afin de construire leurs solides, de ruban adhésif afin de fixer leurs solides,
d’une base de carton rigide sur laquelle monter leur prototype, d’unités de mesure non-
conventionnelles afin de soumettre leur prototype à une charge (exemple, gomme à
effacer).
Montage : Se référer au journal technologique des élèves (Annexe 1).
Concepts importants : Le concept de force sera exploité lorsque la structure sera
soumise à une charge. La force se définit par une action quelconque qui déforme ou
déplace un objet.1 Le concept de résistance quant à lui, sera observé lorsque l’enfant
soumettra la structure à une charge afin de constater la résistance de celle-ci. Ce concept
se caractérise par la capacité d’une structure à supporter une charge selon sa forme et son
matériel.
Intention pédagogique : Amener l’élève à expliquer le choix de différentes structures
géométriques en construisant une maquette de module de jeux.
Liens avec le programme de formation
Compétences visées en science et technologie : Proposer des explications ou des
solutions à des problèmes d’ordre scientifique ou technologique. Les élèves devront
construire une maquette de module de jeux à partir de formes géométriques qui devra
résister à une charge.
1 LEROUX, Denis Y. et al. (2004) Science-tech, science et technologie. Manuel D. Laval : Les éditions Grand Duc
HRW, p. 32-34.
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Progression d’apprentissage, concepts et stratégies : Les stratégies d’exploration telles
que formuler des questions et émettre des hypothèses seront très sollicitées puisque les
élèves auront à faire une hypothèse lors de l’activité préalable. De plus, les élèves devront
prendre conscience de leurs représentations préalables et réfléchir sur leurs erreurs afin
d’en identifier la source. En effet, lors de la construction de la maquette, les élèves
devront se baser sur ce qu’ils savent déjà et ce qu’ils auront appris au cours de l’activité
préalable lorsque viendra le temps de choisir les formes à utiliser dans leur structure.
Aussi, il sera important pour eux de prendre en considération les contraintes en jeu dans
la résolution d’un problème ou la réalisation d’un objet puisque certaines consignes
(matériel, dimensions, charge) devront être respectées.
Le savoir essentiel travaillé au cours de cette situation d’apprentissage se retrouve dans la
section effet d’une force sur la direction d’un objet, faisant partie des connaissances en
lien avec les forces et mouvements du domaine de l’univers matériel. Il s’agit plus
précisément de décrire l’effet d’une force sur un matériau ou une structure.
Liens avec les compétences transversales : Les compétences d’ordre intellectuel soit :
résoudre des problèmes, exercer son jugement critique, mettre en œuvre sa pensée
créatrice ainsi que la compétence d’ordre méthodologique se donner des méthodes de
travail efficaces devront être exploitées par les élèves. Effectivement, tout au long de la
situation d’apprentissage, les élèves auront à réfléchir sur la situation à résoudre dans le
but de créer un module de jeux original, résistant et respectant les contraintes établies.
Tout au long de leur processus de création, les élèves devront s’engager afin d’utiliser des
stratégies efficaces qui leur permettront d’arriver à un résultat final satisfaisant.
Liens avec les domaines généraux de formation : Les principaux domaines généraux
touchés par cette situation d’apprentissage sont vivre-ensemble et citoyenneté, ainsi que
orientation et entrepreneuriat. En effet, tout au long de la situation, les élèves auront à
travailler en équipe, coopérer, prendre des décisions et justifier leurs choix. De plus, ils
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devront respecter les étapes de réalisation d’un projet plus élaboré afin de le rendre à
terme. Tout au long de la situation d’apprentissage, chaque élève aura un rôle à jouer au
sein de son équipe afin d’en assurer le bon fonctionnement.
Liens interdisciplinaires : Au cours de cette situation d’apprentissage et d’évaluation,
les élèves seront appelés à mobiliser leurs compétences en mathématique puisqu’ils
devront respecter des dimensions précises, connaître les solides géométriques et les unités
de mesure non-conventionnelles. De plus, certaines notions de base du domaine de
l’architecture seront abordées sommairement. Enfin, les élèves auront à mobiliser la
compétence en français langue d’enseignement, communiquer oralement lors de la
présentation de leur prototype.
Repères culturels : À partir de cette situation d’apprentissage, il est possible d’aborder le
concept de force qui a été précisé par Isaac Newton. Plus près de nous, il est intéressant
de faire des liens avec les structures qui nous entourent au quotidien telles que les
pylônes électriques, les ponts, la charpente des maisons ainsi que les grues utilisées en
construction.
Préparation
Mise en situation : À partir de différents modèles de maison (à l’extérieur), l’enseignante
questionne les élèves à propos de la structure des maisons (solides géométriques
présents).
Conceptions naïves et connaissances antérieures : Les élèves peuvent croire que plus
la maison est grande, plus elle est solide. Que le toit en triangle est un critère esthétique
ou encore que cela sert à faire couler l’eau. Certains peuvent également penser que cela
permet d’agrandir la maison ou bien permet d’avoir un grenier.
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Rôle de l’élève Rôle de l’enseignante et questionnement
pédagogique
L’élève doit observer et comparer
les maisons afin de répondre aux
questions de l’enseignante.
L’élève se place en équipe de
trois et discute avec ses
compagnons afin de répondre aux
questions posées.
L’élève doit faire des hypothèses
et tenter de trouver une méthode
qui permettrait de vérifier
efficacement la résistance des
L’enseignante sort à l’extérieur et se rend avec les
élèves devant des maisons près de l’école.
« Quels solides vois-tu lorsque tu regardes la
maison? Est-ce que tous les toits sont semblables?
Quel type de toit voit-on le plus souvent? Pourquoi
crois-tu que ce type de toit est le plus fréquent? »
L’enseignante note les réponses des élèves afin de
pouvoir y revenir à la fin de la situation
d’apprentissage.
L’enseignante retourne dans sa classe avec les
élèves afin de faire un petit retour sur ce qu’ils
viennent d’observer.
« D’après toi, quels solides géométriques sont les
plus résistants parmi ceux que tu as observés?
Crois-tu qu’un cylindre pourrait également être
résistant? »
L’enseignante revient en grand groupe, demande les
réponses aux élèves et discute avec eux. Ensuite,
elle demande :
« Comment pourrait-on vérifier la résistance des
solides? »
*À cette étape, l’élève peut penser à utiliser des
solides pleins, c’est alors que l’enseignante devrait
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solides à l’aide du matériel qui
l’entoure.
L’élève utilise et rempli son
journal technologique afin de se
guider dans la réalisation de
l’activité.
L’élève doit aller inscrire les
résultats de son expérience dans
le tableau à l’avant de la classe.
Ensuite, il pourra comparer plus
facilement ses résultats avec ceux
des autres équipes et répondre
aux questions de l’enseignante à
partir de son journal
technologique.
L’élève s’exprime sur ce qu’il a
compris en réalisant l’expérience
de l’activité préalable.
amener les élèves à comparer avec les maisons qui
sont en fait semblables à des solides vides.
L’enseignante revient en grand groupe et ensemble,
ils exposent leurs idées pour en arriver à construire
des solides à l’aide de papier cartonné.
L’enseignante explique la réalisation de l’activité à
l’aide du journal technologique des élèves (Annexe
1, p.1 à 5).
Lorsque toutes les équipes ont terminé,
l’enseignante fait un retour en groupe afin de
comparer les résultats. Elle trace au tableau un
grand tableau des résultats dans lequel les élèves
iront inscrire leurs résultats.
« Est-ce que ton hypothèse de départ a été
confirmée ou infirmée? Est-ce que ton estimation
quant à la quantité de cahiers de lecture supportée
était réaliste? Quel type de solide est le plus
résistant? Pourquoi selon toi? »
L’enseignante amène les élèves à comprendre que la
répartition des charges selon le solide a un grand
rôle à jouer dans la résistance de celui-ci. (« Quel a
été l’effet de la force sur les prismes à base carrée?
Quel a été l’effet de la force sur les cylindres?
Pourquoi le prisme à base triangulaire a résisté plus
longtemps que les autres? Pourquoi crois-tu que les
solides ont réagi ainsi ? etc. »)
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Réalisation
Rôle de l’élève Rôle de l’enseignante et questionnement
pédagogique
L’élève doit observer son journal
technologique et rester concentré
afin de bien comprendre les
consignes. Si l’élève ne comprend
pas un critère, il doit poser des
questions et s’assurer de tout
comprendre avant de commencer
le travail.
Les élèves doivent travailler en
équipe afin de réaliser le plan et
la maquette du module de jeux en
respectant les critères établis. De
plus, ils doivent utiliser leurs
nouvelles connaissances à propos
de la résistance des solides
géométriques.
L’enseignante annonce aux élèves qu’à partir de
leurs nouvelles connaissances acquises lors de
l’activité préalable, ils devront élaborer le plan d’un
module de jeux. (Ce plan ne devra pas être à
l’échelle mais si l’enseignante désire en faire une
activité de mathématique, il est possible de le
reprendre et de le rendre à l’échelle.) Par la suite, ils
devront réaliser une maquette de ce module.
Certains critères énoncés dans le journal
technologique (Annexe 1, p.6) devront être
respectés. Elle demande aux élèves de lire à haute
voix les critères un à un et leur fournit quelques
explications. Afin de les guider en ce début de
réalisation du projet, elle leur pose quelques
questions (« Quel solide était le plus résistant? Doit-
on toujours utiliser le même solide? ») dans le but
de leur rappeler les notions acquises dans l’activité
préalable.
Au cours de la réalisation du projet, l’enseignante
demeure disponible pour soutenir les élèves et
répondre à leurs questions.
L’enseignante précise le mode d’évaluation qui
portera principalement sur la compréhension des
concepts, les liens entre ces derniers et la maquette
et leurs explications en fonction de la construction
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de leur module de jeux. Enfin, l’enseignante
mentionne qu’ils devront participer activement tout
au long du projet.
Intégration et réinvestissement
Rôle de l’élève Rôle de l’enseignante et questionnement
pédagogique
Lors d’une période en classe,
chaque équipe présente sa
maquette de module de jeux en
expliquant les étapes de
réalisation et les raisons de son
choix de solides, ses embûches
puis, une charge est appliquée sur
le module de jeux afin de tester sa
résistance. (Les élèves peuvent se
référer à leur journal
technologique pour élaborer leur
explication.)
L’élève doit réfléchir et en venir à
comprendre à partir de ses
nouveaux apprentissages que le
prisme à base triangulaire est plus
résistant car la charge est mieux
répartie. De plus, il est important
qu’il réalise qu’il est possible de
faire supporter une charge à
différents types de solides en les
L’enseignante guide et questionne les élèves dans
leur présentation afin de les amener à parler de tous
les aspects (par exemple, elle peut les questionner à
propos des modifications apportées au cours de la
conception en changeant le plan initial, elle peut
également demander comment la structure a réagi la
première fois qu’une charge a été appliquée selon
les solides utilisés).
Après les présentations, un retour en grand groupe
sur le concept de résistance et de répartition des
charges est fait. L’enseignante amène les élèves à
parler des différents types de prismes et de la raison
qui explique pourquoi certains sont plus résistants
que d’autres (répartition des charges).
« Pourquoi le prisme triangulaire est plus résistant
que le prisme à base carrée? Si tu observes bien
comment la structure travaille lorsqu’elle reçoit une
12
renforçant.
L’élève devra bien observer et
faire des liens entre la réalité et
son expérience. Il pourra
également trouver d’autres
structures dans lesquelles les
solides sont utilisés.
Les élèves pourront constater à
quel point leur connaissances ont
évoluées.
charge, comment le poids est-il réparti? »
L’enseignante amène son groupe à l’extérieur afin
d’observer la structure de différents modules de
jeux. Elle les questionne à propos des structures
architecturales de leur environnement dans
lesquelles on peut retrouver des solides comme
poutre ou colonne de soutien.
Elle fait également un retour sur les croyances de
départ des élèves qu’elle avait notées lors de la
première sortie à l’extérieur.
Évaluation
Les élèves sont évalués individuellement à partir de l’activité préalable et de
l’activité de conception en gardant en tête l’intention pédagogique qui était amener
l’élève à expliquer le choix de différentes structures géométriques en construisant une
maquette de module de jeux. Tout au long de la situation d’apprentissage, l’enseignante
remplie la grille d’évaluation (Annexe 2). La participation de l’élève ainsi que sa
compréhension des concepts sont également évalués.
13
Conclusion
Après avoir réalisé l’activité d’expérimentation et celle de conception, les élèves
sont maintenant plus aptes à comprendre l’effet d’une force sur un matériau ou une
structure. Tout au long de la situation d’apprentissage, ils ont eu à se donner des
méthodes de travail efficaces afin d’en arriver à construire une structure capable de
supporter une charge.
À travers les deux activités réalisées, les élèves ont été actifs en découvrant eux-
mêmes le solide le plus résistant puis en construisant une maquette de module de jeux
sans oublier de justifier leurs choix. Ainsi, ils ont pu acquérir de nouveaux concepts
propres au domaine de la technologie, soit celui de force et de résistance. Ce type de
projet en équipe favorise la participation et la motivation de tous les élèves de la classe.
Aussi, les élèves ont pu se familiariser avec deux types de démarches scientifiques. La
première étant une démarche d’expérimentation par le biais de l’activité préalable et la
seconde, une activité de conception par la fabrication d’un prototype de module de jeux.
Les projets de science et de technologie permettent aux élèves de prendre
conscience de la réalité qui les entoure. De plus, ils peuvent découvrir de nouveaux
champs d’intérêts et même peut-être développer une nouvelle passion qui pourra les
mener très loin. Il serait intéressant d’exploiter toutes les occasions possibles rencontrées
dans le milieu scolaire pour susciter le questionnement, faire évoluer les conceptions et
ainsi développer la culture scientifique des élèves.
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Annexe 1 : Journal technologique
15
Un jeu solide!
Nom des coéquipiers : ___________________________ ______________________________
___________________________
16
Activité préalable
1
Matériel
1. Papier cartonné
2. Ruban adhésif
3. Unité de mesure non-
conventionnelle
(Cahiers identiques)
Référez-vous au protocole
de la page suivante afin
de réaliser une activité
sur la résistance des
solides. Répondez aux
questions de votre
journal
technologique.
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Je me demande …
a) Quel solide géométrique sera le plus
résistant?
Protocole
1. Émettez vos hypothèses et notez-les à la page suivante.
2. Fabrication des solides géométriques :
a. Tu utilises le papier cartonné en entier.
b. Plie ton papier cartonné en quatre parties égales à la verticale afin de
former un prisme à base carré.
Tu dois répéter cette forme deux autres fois.
c. Plie ton papier cartonné en trois parties égales à la verticale afin de
former un prisme à base triangulaire.
Tu dois répéter cette forme deux autres fois
2
Matériel
Papier cartonné
Ruban adhésif
Unité de mesure
non-conventionnelle
(Cahiers identiques)
18
d. Rejoins les deux extrémités de ton papier cartonné afin de former un
cylindre.
Tu dois répéter cette forme deux autres fois.
3. Rassemble les trois prismes à base carrée et dépose un à la fois les cahiers
identiques.
4. Compte le nombre de cahiers identiques que tu as réussi à déposer sur les
prismes avant qu’ils ne s’effondrent.
5. Fais deux autres essais et note tes résultats.
6. Répète les trois dernières étapes pour le prisme à base triangulaire et le cylindre.
7. Transcris tes résultats sur le tableau à la page suivante.
3
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Hypothèse
Selon vous, quel solide sera le plus résistant? _________________________________________
Combien croyez-vous que chaque type de solides pourra supporter de cahier Au-delà des mots?
Résultats obtenus Combien de cahiers Au-delà des mots chaque type de solides à pu supporter ?
Solides
Nombre de cahiers Au-delà des
mots
3 Prismes à base carrée
3 Prismes à base triangulaire
3 Cylindres
Solides
Nombre de cahiers Au-delà des
mots
Essai 1
Essai 2
3 Prismes à base carrée
3 Prismes à base triangulaire
3 Cylindres
4
20
Votre hypothèse est-elle confirmée ou infirmée?
___________________________________________________________
Expliquez pourquoi.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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Activité de conception
En équipe de trois, vous devez bâtir le plan d’un module de jeux. Par la
suite, vous devrez construire la maquette du module de jeux.
Critères pour le plan :
Sans être à l’échelle, les proportions doivent être semblables à la
réalité.
N’effacez rien, s’il y a des modifications, utilisez une autre couleur ou
utilisez une autre feuille pour recommencer le plan (numérotez les
feuilles).
Critères pour la maquette :
Vous devez utiliser un maximum de cinq papiers cartonnés.
Votre maquette ne doit pas être plus haute que trente (30)
centimètres, pas plus longue que trente (30) centimètres et pas plus
large que trente (30) centimètres.
Vous ne pouvez utiliser aucun autre matériel.
Votre maquette doit supporter une charge de quatre (4) gommes à
effacer neuves.
Attention, n’oubliez pas
que certains solides sont
plus résistants que
d’autres!
6
22
Plan de la maquette du module de jeux
7
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Annexe 2 : Grille d’évaluation individuelle
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Grille d’évaluation individuelle
Nom : _________________
Insatisfaisant
0
Passable
1
Bien
2
Excellent
3
L’élève est en mesure
d’expliquer les concepts.
L’élève fait des liens entre les
concepts et la maquette.
L’élève est en mesure
d’expliquer le choix des
différentes structures
géométriques utilisées dans la
construction du module de
jeux.
L’élève a participé activement
tout au long du projet.
Total: /12
Nom : _________________
Insatisfaisant
0
Passable
1
Bien
2
Excellent
3
L’élève est en mesure
d’expliquer les concepts.
L’élève fait des liens entre les
concepts et la maquette.
L’élève est en mesure
d’expliquer le choix des
différentes structures
géométriques utilisées dans la
construction du module de
jeux.
L’élève a participé activement
tout au long du projet.
Total : /12
25
Références
GOUVERNEMENT DU QUÉBEC. (2006) Programme de formation de l’école
québécoise. Québec.
GOUVERNEMENT DU QUÉBEC (2008) Progression des apprentissages au primaire,
science et technologie. Québec.
LEROUX, Denis Y. et al. (2004) Science-tech, science et technologie. Manuel D. Laval :
Les éditions Grand Duc HRW, p. 32-34.
THOUIN, M. (2009) Enseigner les sciences et les technologies au préscolaire et au
primaire, Québec : Éditions MultiMondes.
