Concevoir et construire un trieur de graines
Une variété de graines (cynoclub, iStockphoto)
Une variété de graines (cynoclub, iStockphoto)
Quels sont les liens avec mon programme d'études?
Les élèves travaillent en équipe pour concevoir et construire un dispositif permettant de trier des graines par taille.
Survol
Pour relever ce défi de conception et de construction, les élèves travaillent en équipe à la réalisation d’un objectif commun : construire un trieur de graines permettant de trier les graines par taille.
Durée
45-60 minutes
Habiletés et connaissances antérieures
Pour relever avec succès ce Concevoir et construire, les élèves doivent être capables d’utiliser des outils coupants et des fixations basiques et avoir une compréhension élémentaire de la façon de trier les choses par taille.
Contexte
Les graines sont un élément important de la nature et de l’agriculture au Canada. De nombreuses sortes de graines finissent en nourriture pour les animaux et les humains. Certaines graines sont utilisées pour obtenir de nouvelles récoltes et produire plus de nourriture dans les années suivantes. Les agriculteurs canadiens vendent également leurs récoltes sous forme de graines à d’autres agriculteurs dans le monde, en vue de produire de la nourriture pour les humains et les animaux.
Avant leur vente, les récoltes font l’objet d’une classification (l’équivalent d’une note à l’école) en fonction de leur qualité et de la quantité de graines de mauvaises herbes qu’elles contiennent. Si une récolte contient peu de graines de mauvaises herbes et une majorité de grosses graines uniformes, elle est classée dans une catégorie plus élevée, car les grosses graines produisent habituellement de nouvelles plantes plus fortes. Les graines peuvent être utilisées à différentes fins (semences, alimentation humaine, aliments transformés, aliments pour animaux, etc.). Afin d’avoir les meilleures graines pour les différents besoins, il faut les trier.
Pour relever ce défi de conception et de construction, les élèves travaillent en équipe à la réalisation d’un objectif commun : construire un trieur de graines permettant de trier les graines par taille.
Ce Concevoir et construire pourrait partir :
- De l’observation de photos de champs en cours de récolte. Lancez la discussion à l’aide de questions comme :
- « Pourquoi une entreprise céréalière a-t-elle besoin de trier les graines? Comment fait-elle? »
- « Dans un grand champ, des mauvaises herbes peuvent pousser en plus des plantes cultivées. Comment pensez-vous que les entreprises céréalières retirent les graines de mauvaises herbes des graines des plantes cultivées? »
- De l’étude de vrais épis de maïs, de blé ou d’orge ou de cosses de soja. Lancez la discussion à l’aide de questions comme :
- « Les graines de ces épis ou de cette cosse se ressemblent-elles? Sont-elles toutes exactement de la même taille? »
- « Aimeriez-vous manger tous ces grains et graines? »
- De la lecture d’un livre approprié sur ce thème
- D’une question telle que : « Nous entendons parfois l’expression “c’est de la bonne graine” ou “c’est de la mauvaise graine”. Qu’est-ce que ça veut dire, à votre avis? »
Critères de conception
Les élèves de la classe font un remue-méninges pour réfléchir aux critères que leurs prototypes de trieur de graines doivent respecter. Les éducateurs peuvent choisir d’ajouter d’autres critères propres au programme d’études, comme d’utiliser des systèmes d’assemblage ou de fixation, prendre des mesures, utiliser des matériaux particuliers, etc.
Exemples de critères de conception
- Le trieur de graines doit trier en trois tailles différentes.
- Le trieur doit comporter au moins un type de fixation.
- Le trieur ne doit pas recourir à une force extérieure pour fonctionner (p. ex., être secoué).
Détails
- Graines de trois tailles différentes à trier (p. ex., grosses graines comme des haricots de Lima ou des haricots rouges ; graines moyennes comme des graines de soja ou des grains de maïs à éclater ; petites graines comme des graines de tomates, du millet, du riz ou de l’orge) — on peut aussi utiliser des graines à oiseaux du commerce
- Entonnoirs de différentes tailles
- Gobelets en papier ou en polystyrène de diverses tailles
- Récipients en plastique à fond plat ou plateaux pour recueillir et contenir les graines
- Papier de bricolage ou carton
- Perforateurs à papier ou poinçons de bricolage de différentes tailles
- Autres fournitures telles que bâtonnets de bois, pailles pour boire et ficelle
- Outils et matériel de fixation : ruban adhésif, colle et autres
- Ciseaux
- Composez un assortiment de fournitures neuves ou recyclées que les élèves pourront utiliser pour construire leur prototype de trieur de graines. La liste ci‑dessus n’est qu’une suggestion.
- Organisez des stations d’approvisionnement par type de fournitures. Vous pouvez aussi préparer des assortiments de matériel à remettre aux élèves.
- Procurez-vous des graines et mélangez‑les pour pouvoir les trier.
- Si certains élèves sont allergiques aux graines alimentaires ou craignent de les utiliser dans le cadre de ce défi, remplacez‑les par des perles de trois tailles différentes. Vérifiez que les plus petites perles passent bien par l’un des entonnoirs disponibles.
Les élèves développent les habiletés « concevoir et construire » en concevant, construisant et testant un trieur de graines qui permettra de séparer des graines d’au moins trois tailles différentes.
Les élèves suivent les étapes suivantes du processus de conception et de construction :
- ils identifient le problème à résoudre ou le besoin à satisfaire ;
- ils font un remue-méninge sur les critères que le prototype doit respecter ;
- ils partagent leurs questionnements et idées de solutions au problème ou au besoin ;
- ils discutent des avantages et inconvénients de chaque solution envisagée afin de choisir celle qu’ils testeront ;
- ils imaginent à quoi la solution pourrait ressembler et produisent un croquis de ce qu’ils visualisent ;
- ils déterminent les tâches ou étapes nécessaires à l’élaboration de la solution (plan de conception) ;
- ils décident des outils et matériaux nécessaires ;
- ils construisent/élaborent leur idée de prototype à partir de leurs croquis et du plan de conception ;
- ils vérifient si leurs prototypes répondent aux critères de conception ;
- au besoin, ils modifient le prototype et vérifient à nouveau s’il répond aux critères ;
- ils réfléchissent au résultat obtenu et établissent ce qui pourrait être fait pour améliorer leurs prototypes.
Observez et consignez à l’aide de commentaires annotés, de photos ou de vidéos la capacité des élèves à faire :
- Travailler en équipe - Les élèves travaillent en équipe en vue d’effectuer une tâche et ils évaluent leur travail en groupe tout au long du processus de conception et de construction.
- Rechercher des idées - Les élèves ont recours à des stratégies de création d’idées comme le remue-méninges pour trouver des pistes des solutions et peser les avantages et inconvénients de chaque solution envisagée.
- Communiquer - Les élèves communiquent ce qu’ils ont pensé et appris en mots ou dessins, photos, vidéos ou autres (p. ex., plans conceptuels intégrant des croquis en deux dimensions, résumé des grandes étapes/tâches de conception, listes de matériaux, outils ou équipement nécessaires).
- Travailler en toute sécurité - Les élèves démontrent qu’ils savent travailler de façon sécuritaire en utilisant les divers outils et matériaux nécessaires à la construction/création de leurs prototypes.
- Réfléchir - Les élèves réfléchissent au résultat obtenu par leur prototype et suggèrent d’autres manières de procéder afin de l’améliorer.
| Les élèves : parler, faire et représenter |
Les éducateurs : interagir en répondant et en questionnant |
|---|---|
| Les élèves identifient et précisent le problème à résoudre ou le besoin à satisfaire. |
|
| Les élèves font un remue-méninges pour décider des critères auxquels le trieur de graines doit répondre, et ils les consignent. |
|
| Les élèves imaginent la solution envisagée et ils font des croquis de ce qu’ils ont en tête. |
|
| Les élèves font des observations et prennent des décisions quant aux matériaux et outils disponibles. |
|
| À partir de leurs croquis et du plan conceptuel, les élèves construisent/élaborent ce qu’ils ont imaginé et le testent (créent le « prototype »). |
|
| Les élèves modifient le prototype et, au besoin, le testent à nouveau en tenant compte des critères de conception. |
|
| Les élèves réfléchissent aux résultats de leur test et identifient ce qui pourrait être fait autrement une prochaine fois. |
|
Littératie
- Poser des questions (p. ex., « Pourquoi avons-nous besoin de trier des graines? Comment la technologie peut-elle nous aider à accomplir ces tâches? »)
- Communiquer ses réflexions, sentiments et idées. Par exemple :
- se livrer à un remue-méninges sur la façon d’utiliser le matériel disponible pour trier les graines
- proposer des améliorations à la conception initiale du trieur de graines
- présenter les résultats du processus
- concevoir et construire ; parler d’autres technologies ayant un lien avec les graines en agriculture
- utiliser une variété de formes de communication (p. ex., oral, écrit, graphique, multimédia) pour communiquer avec différents publics et à des fins diverses (par exemple, pour créer un prototype d’un trieur de graines)
Pensée mathématique
- Mesurer le diamètre des graines (en millimètres) pour préparer la conception et la construction du trieur de graines
- Utiliser le raisonnement spatial et l’enchaînement lors de la conception et de la construction du trieur de graines
Arts visuels
- Dessiner et représenter le prototype de trieur de graines et en faire une maquette
Si vos élèves souhaitent en apprendre plus, voici quelques pistes pour stimuler leur curiosité :
- Demandez aux élèves de faire une enquête pour comparer le processus de germination de différentes espèces de plantes en se servant des graines triées au cours du présent défi Concevoir et construire. Existe-t-il un lien entre la vitesse de germination et la taille des graines (p. ex., les petites graines germent-elles plus vite que les plus grandes?)
- Les cultures autochtones ont des légendes et des coutumes agricoles traditionnelles qui recommandent de cultiver certaines plantes ensemble au lieu de la monoculture (cultiver une seule espèce à la fois). La légende des trois sœurs est fondée sur la pratique consistant à cultiver ensemble du maïs, des haricots et des courges. Le maïs soutient les haricots pendant leur croissance et les feuilles des courges couvrent le sol à la base des plantes et empêchent ainsi les mauvaises herbes de pousser. Racontez ou visionnez La légende des trois sœurs.
- Participez à TomatosphèreMC de Parlons sciences pour apprendre quels sont les effets de l’environnement spatial sur la germination des semences de tomates.
La légende des trois sœurs AFÉAO (2018) -- Cette légende associée au patrimoine de peuples autochtones du Canada raconte l’histoire de trois sœurs, Courge, Haricot et Maïs. Ce récit est interprété par Karole Dumont, artiste métisse (vidéo, 7 min 59 s).
Les Trois Sœurs par Michel Noël, Gérard Frischeteau
Voici la belle histoire d’Eskouta. Après la destruction de la récolte de sa famille, ce jeune et courageux Stadaconé part chercher de l’aide dans d’autres villages amérindiens.
Réussira-t-il à surmonter les dangers de l’hiver? Et comment sauvera-t-il sa communauté de la famine?
ISBN : 9782897398071
TomatosphèreMC (Projet)
TomatosphèreMC est un programme primé qui a bénéficié de la participation de plus de trois millions d’élèves depuis sa création en 2001. Chaque année, plus de 15 000 classes de la maternelle à la 12e année partout au Canada utilisent TomatosphèreMC pour étudier les effets de l’espace sur la nourriture afin de contribuer au voyage des humains dans l’espace. Les résultats de TomatosphèreMC aident les scientifiques canadiens à comprendre certains enjeux liés à l’exploration spatiale à long terme.
Matériel
- Graines de trois tailles différentes à trier (p. ex., grosses graines comme des haricots de Lima ou des haricots rouges ; graines moyennes comme des graines de soja ou des grains de maïs à éclater ; petites graines comme des graines de tomates, du millet, du riz ou de l’orge) — on peut aussi utiliser des graines à oiseaux du commerce
- Entonnoirs de différentes tailles
- Gobelets en papier ou en polystyrène de diverses tailles
- Récipients en plastique à fond plat ou plateaux pour recueillir et contenir les graines
- Papier de bricolage ou carton
- Perforateurs à papier ou poinçons de bricolage de différentes tailles
- Autres fournitures telles que bâtonnets de bois, pailles pour boire et ficelle
- Outils et matériel de fixation : ruban adhésif, colle et autres
- Ciseaux
Préparation
- Composez un assortiment de fournitures neuves ou recyclées que les élèves pourront utiliser pour construire leur prototype de trieur de graines. La liste ci‑dessus n’est qu’une suggestion.
- Organisez des stations d’approvisionnement par type de fournitures. Vous pouvez aussi préparer des assortiments de matériel à remettre aux élèves.
- Procurez-vous des graines et mélangez‑les pour pouvoir les trier.
- Si certains élèves sont allergiques aux graines alimentaires ou craignent de les utiliser dans le cadre de ce défi, remplacez‑les par des perles de trois tailles différentes. Vérifiez que les plus petites perles passent bien par l’un des entonnoirs disponibles.
Quoi faire
Les élèves développent les habiletés « concevoir et construire » en concevant, construisant et testant un trieur de graines qui permettra de séparer des graines d’au moins trois tailles différentes.
Les élèves suivent les étapes suivantes du processus de conception et de construction :
- ils identifient le problème à résoudre ou le besoin à satisfaire ;
- ils font un remue-méninge sur les critères que le prototype doit respecter ;
- ils partagent leurs questionnements et idées de solutions au problème ou au besoin ;
- ils discutent des avantages et inconvénients de chaque solution envisagée afin de choisir celle qu’ils testeront ;
- ils imaginent à quoi la solution pourrait ressembler et produisent un croquis de ce qu’ils visualisent ;
- ils déterminent les tâches ou étapes nécessaires à l’élaboration de la solution (plan de conception) ;
- ils décident des outils et matériaux nécessaires ;
- ils construisent/élaborent leur idée de prototype à partir de leurs croquis et du plan de conception ;
- ils vérifient si leurs prototypes répondent aux critères de conception ;
- au besoin, ils modifient le prototype et vérifient à nouveau s’il répond aux critères ;
- ils réfléchissent au résultat obtenu et établissent ce qui pourrait être fait pour améliorer leurs prototypes.
Évaluation
Observez et consignez à l’aide de commentaires annotés, de photos ou de vidéos la capacité des élèves à faire :
- Travailler en équipe - Les élèves travaillent en équipe en vue d’effectuer une tâche et ils évaluent leur travail en groupe tout au long du processus de conception et de construction.
- Rechercher des idées - Les élèves ont recours à des stratégies de création d’idées comme le remue-méninges pour trouver des pistes des solutions et peser les avantages et inconvénients de chaque solution envisagée.
- Communiquer - Les élèves communiquent ce qu’ils ont pensé et appris en mots ou dessins, photos, vidéos ou autres (p. ex., plans conceptuels intégrant des croquis en deux dimensions, résumé des grandes étapes/tâches de conception, listes de matériaux, outils ou équipement nécessaires).
- Travailler en toute sécurité - Les élèves démontrent qu’ils savent travailler de façon sécuritaire en utilisant les divers outils et matériaux nécessaires à la construction/création de leurs prototypes.
- Réfléchir - Les élèves réfléchissent au résultat obtenu par leur prototype et suggèrent d’autres manières de procéder afin de l’améliorer.
Co-construction des connaissances
| Les élèves : parler, faire et représenter |
Les éducateurs : interagir en répondant et en questionnant |
|---|---|
| Les élèves identifient et précisent le problème à résoudre ou le besoin à satisfaire. |
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| Les élèves font un remue-méninges pour décider des critères auxquels le trieur de graines doit répondre, et ils les consignent. |
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| Les élèves imaginent la solution envisagée et ils font des croquis de ce qu’ils ont en tête. |
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| Les élèves font des observations et prennent des décisions quant aux matériaux et outils disponibles. |
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| À partir de leurs croquis et du plan conceptuel, les élèves construisent/élaborent ce qu’ils ont imaginé et le testent (créent le « prototype »). |
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| Les élèves modifient le prototype et, au besoin, le testent à nouveau en tenant compte des critères de conception. |
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| Les élèves réfléchissent aux résultats de leur test et identifient ce qui pourrait être fait autrement une prochaine fois. |
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Liens interdisciplinaires
Littératie
- Poser des questions (p. ex., « Pourquoi avons-nous besoin de trier des graines? Comment la technologie peut-elle nous aider à accomplir ces tâches? »)
- Communiquer ses réflexions, sentiments et idées. Par exemple :
- se livrer à un remue-méninges sur la façon d’utiliser le matériel disponible pour trier les graines
- proposer des améliorations à la conception initiale du trieur de graines
- présenter les résultats du processus
- concevoir et construire ; parler d’autres technologies ayant un lien avec les graines en agriculture
- utiliser une variété de formes de communication (p. ex., oral, écrit, graphique, multimédia) pour communiquer avec différents publics et à des fins diverses (par exemple, pour créer un prototype d’un trieur de graines)
Pensée mathématique
- Mesurer le diamètre des graines (en millimètres) pour préparer la conception et la construction du trieur de graines
- Utiliser le raisonnement spatial et l’enchaînement lors de la conception et de la construction du trieur de graines
Arts visuels
- Dessiner et représenter le prototype de trieur de graines et en faire une maquette
Enrichissement
Si vos élèves souhaitent en apprendre plus, voici quelques pistes pour stimuler leur curiosité :
- Demandez aux élèves de faire une enquête pour comparer le processus de germination de différentes espèces de plantes en se servant des graines triées au cours du présent défi Concevoir et construire. Existe-t-il un lien entre la vitesse de germination et la taille des graines (p. ex., les petites graines germent-elles plus vite que les plus grandes?)
- Les cultures autochtones ont des légendes et des coutumes agricoles traditionnelles qui recommandent de cultiver certaines plantes ensemble au lieu de la monoculture (cultiver une seule espèce à la fois). La légende des trois sœurs est fondée sur la pratique consistant à cultiver ensemble du maïs, des haricots et des courges. Le maïs soutient les haricots pendant leur croissance et les feuilles des courges couvrent le sol à la base des plantes et empêchent ainsi les mauvaises herbes de pousser. Racontez ou visionnez La légende des trois sœurs.
- Participez à TomatosphèreMC de Parlons sciences pour apprendre quels sont les effets de l’environnement spatial sur la germination des semences de tomates.
Ressources complémentaires
La légende des trois sœurs AFÉAO (2018) -- Cette légende associée au patrimoine de peuples autochtones du Canada raconte l’histoire de trois sœurs, Courge, Haricot et Maïs. Ce récit est interprété par Karole Dumont, artiste métisse (vidéo, 7 min 59 s).
Les Trois Sœurs par Michel Noël, Gérard Frischeteau
Voici la belle histoire d’Eskouta. Après la destruction de la récolte de sa famille, ce jeune et courageux Stadaconé part chercher de l’aide dans d’autres villages amérindiens.
Réussira-t-il à surmonter les dangers de l’hiver? Et comment sauvera-t-il sa communauté de la famine?
ISBN : 9782897398071
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TomatosphèreMC (Projet)
TomatosphèreMC est un programme primé qui a bénéficié de la participation de plus de trois millions d’élèves depuis sa création en 2001. Chaque année, plus de 15 000 classes de la maternelle à la 12e année partout au Canada utilisent TomatosphèreMC pour étudier les effets de l’espace sur la nourriture afin de contribuer au voyage des humains dans l’espace. Les résultats de TomatosphèreMC aident les scientifiques canadiens à comprendre certains enjeux liés à l’exploration spatiale à long terme.