Concevoir et construire une semelle antidérapante

Matériel

Préparation

• Rassembler divers matériaux neufs et recyclés que les élèves utilisent pour fabriquer leur prototype de semelle.
• Organisez des postes d’approvisionnement selon le type de matériel. Vous pouvez aussi préparer des assortiments de matériaux divers à remettre aux élèves.

Quoi Faire

Les élèves développent et mettent en pratique les habiletés propres au processus « Concevoir et Construire » en concevant, fabriquant et testant une semelle qui reste immobile sur une pente à 30 degrés tout en supportant une charge de 500 grammes.

Les élèves suivent les étapes du processus Concevoir et construire :

• ils identifient le problème à résoudre ou le besoin à satisfaire ;
• ils font un remue-méninges pour déterminer les critères que le prototype doit respecter;
• ils partagent leurs questionnements et idées de solution 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 des croquis de ce qu’ils visualisent;
• ils élaborent un plan de conception (p. ex., déterminer les tâches ou les principales étapes nécessaires à l’élaboration de la solution, choisir les outils et les matériaux nécessaires, inclure des croquis annotés);
• ils construisent/élaborent leur idée de prototype à partir du plan de conception;
• ils vérifient si leur prototype répond aux critères de conception;
• au besoin, ils modifient le prototype et vérifient à nouveau s’il répond aux critères;
• ils réfléchissent aux résultats obtenus et établissent ce qui pourrait être fait pour améliorer leur prototype.

Évaluation

Observez et consignez, à l’aide de commentaires annotés, de photos ou de vidéos, la capacité des élèves à :

• Travailler en équipe - Les élèves travaillent en équipe pour réaliser une tâche et ils évaluent le fonctionnement de leur groupe tout au long du processus Concevoir et construire.
• Générer des idées - Les élèves utilisent des stratégies de génération d’idées, comme le remue-méninges, afin d’identifier les solutions possibles et prennent des décisions en se fondant sur les avantages et les inconvénients de chacune.
• Communiquer - Les élèves utilisent des mots, des dessins, des photos ou des vidéos pour communiquer leurs idées et leurs connaissances lorsqu’ils identifient les problèmes, effectuent des recherches, élaborent des plans de conception et discutent des solutions.
• Travailler en toute sécurité - Les élèves font preuve de prudence lorsqu’ils manipulent divers outils et matériaux pour construire leur prototype.
• Réfléchir - Les élèves réfléchissent aux résultats des tests de leur prototype et proposent des changements qui pourraient l’améliorer

Co-construction des Connaissances

Liens Interdisciplinaires

Littératie

• Poser des questions (p. ex., « Quelles sont les caractéristiques de cette semelle? » « Pourquoi pourrait-on avoir besoin d’une semelle de ce type? »)
• Communiquer des pensées, des sentiments et des idées (p. ex., pendant le remue-méninges pour établir les critères du prototype, dans le plan de conception comprenant des croquis en deux dimensions, dans la description des principales étapes ou tâches de conception et dans les listes de matériaux, d’équipement ou d’outils nécessaires).
• Écouter les idées des autres (p. ex., travailler en équipe afin de trouver des solutions au défi de conception).

Pensée mathématique

• Reconnaître et utiliser des formes en deux et trois dimensions (p. ex., utiliser des formes triangulaires pour les motifs) pour fabriquer la semelle.
• Représenter, au moyen d’images, de diagrammes, de graphiques, de tableaux, de nombres, de mots et/ou de symboles (p. ex., réaliser des croquis montrant comment faire pour que la semelle réponde aux critères établis ; consigner dans des tableaux les résultats des tests et les modifications apportées à la semelle).
• Mesurer (p. ex., le poids en grammes que la semelle peut supporter).

Arts visuels

• Discuter des éléments de conception visuelle (p. ex., comment intégrer des formes et des textures dans la conception de la semelle) et mettre en pratique ce qui a été dit.
• Communiquer auprès de différents publics et avec différents objectifs au moyen des arts (p. ex., discuter de la manière de donner envie à un public de posséder la semelle en créant une publicité et en élaborant un argumentaire de vente présentant les caractéristiques, les avantages et l’utilité de cette semelle pour un client potentiel).

Enrichissement

Si vos élèves souhaitent en apprendre plus, voici quelques pistes pour stimuler leur curiosité :

• Ajoutez un aspect entrepreneurial au défi Concevoir et construire en donnant aux groupes de l’argent factice et en attribuant une valeur marchande aux matériaux qu’il leur faudra acquérir pour fabriquer les semelles. Le coût peut alors faire partie des critères de conception (c.-à-d. une semelle meilleur marché qui remplit tous les autres critères sera mieux classée qu’une semelle plus chère).
• Mettez les élèves au défi de retester l’adhérence de la semelle qu’ils ont conçue avec une charge plus lourde, sur une pente plus inclinée ou sur différentes surfaces de pente.
• Étudiez comment la police scientifique utilise les caractéristiques des empreintes de pas (p. ex., identification du modèle et de la marque, motifs de la semelle, pointure, traces d’usure, estimation du poids et de la taille du propriétaire des chaussures) laissées sur une scène de crime afin d’identifier des suspects ou des témoins et de faire des recoupements.
• Donnez aux élèves les images d’au moins deux empreintes de pas mystérieuses. À l’aide de ces empreintes et de leurs connaissances, demandez aux élèves de trouver autant de renseignements que possible sur le type de chaussures, leurs fonctions et leurs propriétaires.

Support mediatique

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