Concevoir et construire une semence migratoire
Graines de pissenlit dispersées par le vent (Michael Schwarzenberger, Pixabay)
Graines de pissenlit dispersées par le vent (Michael Schwarzenberger, Pixabay)
Quels sont les liens avec mon programme d'études?
Les élèves travaillent en équipe pour concevoir et construire des modèles de graines pouvant se déplacer le plus loin possible.
Survol
Les élèves concevront et construiront des modèles de graines pouvant se déplacer le plus loin possible.
Durée
60 minutes
Habiletés et connaissances antérieures
Pour réussir le présent défi Concevoir et construire, les élèves doivent être capables de faire une construction en utilisant des outils de découpe et des fixations de base. Il leur faut aussi une connaissance de base du rôle des différentes parties d’une plante, particulièrement de la graine. Il est fortement recommandé de faire faire l’enquête sur La dispersion des graines aux élèves avant de réaliser le présent défi Concevoir et construire.
Contexte
Le rôle d’une graine consiste à permettre aux plantes de se reproduire dans de nouveaux lieux où elles auront assez d’espace pour croître. De nombreux types de plantes sont dotés de graines spécialement conçues pour se déplacer loin de la plante mère en tirant parti du vent. Disséminées par le vent, ces graines peuvent souvent parcourir de longues distances.
Dans le présent défi « Concevoir et construire », les élèves travailleront en équipe afin de concevoir et de construire des modèles de graines utilisant l’air en mouvement pour se déplacer le plus loin possible.
Ce défi « Concevoir et construire » pourrait partir :
- Des questions et observations formulées par les élèves après avoir visionné des vidéos sur le déplacement des graines.
- De l’observation de photos de différentes graines. Lancez la discussion à l’aide de questions comme :
- « Selon vous, comment ces graines se déplacent-elles? Pourquoi, à votre avis? »
- « Est-ce que toutes les plantes dispersent leurs graines de la même façon? Pourquoi, à votre avis? »
- « Quelles sont les sortes de graines consommées par les humains? Est-ce qu’on facilite la dispersion des graines en les consommant? Pourquoi? »
-
De la lecture d’un livre, comme Une si petite graine par Eric Carle ou d’autres livres appropriés sur ce thème. Lancez la discussion à l’aide de questions comme :
- « Comment les graines dans ce livre se sont-elles déplacées? »
- « Pensez-vous que le vent est un bon véhicule pour ce genre de graines? Pourquoi? »
- « Toutes les plantes utilisent-elles la même méthode pour déplacer leurs graines? Pourquoi pensez-vous que c’est le cas? »
- « Pouvez-vous nommer d’autres modes de dispersion de graines? »
Critères de conception
Les élèves de la classe font un remue-méninge pour décider des critères que leur prototype de graine devra respecter. Les éducateurs peuvent décider d’ajouter des critères liés au programme scolaire, comme d’utiliser des systèmes d’assemblage ou de fixation, prendre des mesures, utiliser des matériaux spécifiques, ou autres.
Exemples de critères de conception :
- La graine doit pouvoir se déplacer le plus loin possible dans l’air.
- On ne pourra pas lancer la graine, seulement la laisser tomber.
- Seul de l’air en mouvement peut servir à déplacer la graine.
- On n’utilisera que les matériaux fournis.
Détails
- Crayons
- Matériel de bricolage neuf ou recyclé : papier de bricolage, mousse à découper, papier de soie, styromousse, papier aluminium, ficelle, laine, tissu, ruban, cure-pipes, bâtonnets en bois, boutons, etc.
- Contenants neufs ou recyclés : assiettes en papier, assiettes ou bols en styromousse, etc.
- Petits outils : ciseaux, règles, ruban à mesurer, ruban adhésif colle, etc.
- Instruments de mesure : règles, mètres rigides, rubans à mesurer, chronomètre, etc.
- Outils pour consigner des données : crayons, gommes, papier, cahiers de notes, appareils-photo, appareils électroniques portatifs, etc.
- Ventilateur de table pour provoquer un déplacement d’air
- Rassemblez divers types de matériaux neufs et recyclés dont les élèves pourront se servir pour construire le prototype de graine. Les matériaux proposés dans la liste ci-dessus ne sont que des suggestions.
- Organisez des stations d’approvisionnement selon le type de matériau. Vous pouvez aussi préparer un assortiment de matériaux à remettre aux élèves.
- Installez une table sur laquelle poser le ventilateur.
Les élèves développent les habiletés Concevoir et construire, en concevant, construisant et testant un prototype de graine pouvant se déplacer le plus loin possible en n’utilisant que de l’air en mouvement.
Les élèves suivront 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 clés nécessaires à l’élaboration de la solution (plan de conception) ;
- ils décident des outils et matériaux nécessaires ;
- ils concrétisent/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.
Exemple de gabarit de consignation des données [Google doc] [.pdf]
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.
- Tester – Les élèves utilisent leurs compétences d’observation et consignation de données lorsqu’ils testent leurs prototypes.
- Réfléchir – Les élèves réfléchissent au résultat obtenu par leur prototype et suggèrent d’autres manières de procéder afin de l’améliorer.
Exemple de gabarit de conception [Google doc] [.pdf]
| Les élèves : parler, faire et représenter |
Les éducateurs : interagir en répondant et en questionnant |
|---|---|
| Les élèves identifient et affinent le problème à résoudre ou le besoin à satisfaire. |
|
| Les élèves font un remue-méninge pour décider des critères applicables à un prototype de graine et ils les notent. |
|
| Les élèves imaginent la solution envisagée et font des croquis de ce qu’ils ont en tête. |
|
| Les élèves émettent des observations et prennent des décisions quant aux matériaux et outils disponibles. |
|
| À partir de leurs croquis et du plan de conception, les élèves construisent/élaborent et testent ce qu’ils ont imaginé (créent le « prototype »). |
|
| Les élèves modifient le prototype et, au besoin, le testant 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 les graines doivent-elles se déplacer?)
- Communiquer ses réflexions, sentiments et idées (p. ex., parler des différentes façons dont les graines se déplacent et de la façon dont les humains peuvent perturber le processus)
- Faire un remue-méninge et travailler en équipe afin de trouver une multitude de façons de permettre à une graine de se disséminer
Pensée mathématique
- Faire de nombreux essais en mesurant la distance parcourue par le prototype avant et après les modifications apportées et inscrire ces données dans un tableau
- Calculer la distance moyenne parcourue par le prototype de graine avant et après les modifications apportées
- Consigner d’autres mesures, selon le modèle ou la performance des divers modèles (p. ex., masse, longueur et largeur, hauteur du vol, durée du vol, surface parcourue)
- Analyser l’ensemble des données provenant des nombreux tests effectués pour mesurer la distance parcourue par le modèle (p. ex., portée, distance médiane, distance moyenne et moyen de déplacement)
- Comparer tous les modèles produits par la classe puis les classer en fonction de la distance parcourue et créer un tableau permettant de présenter les résultats
Arts visuels
- Dessiner, représenter ou faire une maquette des prototypes de graines migratoires
Exemples à proposer en classe :
- Utilisez une application de dessin en ligne pour dessiner le prototype.
- Créez un algorithme (schéma imagé) qui codifie la marche à suivre pour construire le modèle final.
Si vos élèves souhaitent en apprendre plus, voici quelques pistes pour stimuler leur curiosité :
- Emmenez-les dehors et faites-leur tester leur prototype de graine avec le vent. Comment ce test se distingue-t-il de ceux qui ont été faits avec un ventilateur?
- Demandez aux élèves de laisser tomber leur prototype de graine de plus haut, par exemple du haut d’un module de jeu dans un parc. Quelle distance les prototypes peuvent-ils désormais parcourir?
- Invitez les élèves à refaire le défi Concevoir et construire en créant cette fois une graine qui se déplace sur l’eau.
- Les élèves peuvent refaire le défi Concevoir et construire en concevant cette fois une graine qui se dissémine en s’accrochant aux vêtements, comme celles de la bardane.
La dispersion des graines (Leçon)
Les élèves trient, classent, comparent et différencient une variété de graines ou photos de graines afin d’explorer les différentes façons dont se dispersent les graines.
Une si petite graine
par Eric Carle
Le vent d’automne souffle, soulève les graines de fleurs au-dessus du sol et les emporte. Parmi elles, il y en a une qui est toute petite, minuscule. Est-ce qu’elle parviendra à suivre les autres? Sur le cycle de la végétation.
ISBN : 9782871421269
Videos
Des graines qui volent (2013) (2 min 6 s)
Extrait d’un documentaire d’Arte qui suit le voyage de la graine de l’alsomitra, de la plante mère à la germination.
Dispersion des graines de violette par les fourmis (2017) (0 min 45 s)
La violette fait appel aux fourmis pour aller disperser ses graines au loin. Extrait de Le royaume de la forêt réaliser par Jan Haft (2010).
Dispersion des graines (2017) (1 min 59 s)
Les plantes colonisent leur environnement grâce à la dispersion de leurs graines. Extrait de Le royaume de la forêt réaliser par Jan Haft (2010).
Graine d’épicéas : Dispersion et croissance d’un nouvel arbre (2017) (1 min 15 s)
Extrait de Le royaume de la forêt réaliser par Jan Haft (2010).
Unbelievable Footage of Exploding Plants (2015) (0 min 54 s)
Cette vidéo du Smithsonian Channel présente des plans rapprochés extrêmes de graines dispersées par expulsion.
Reproduction des plantes (Fiche d’information)
Description des types de reproduction sexuée et asexuée des plants.
Plantes : Graines (Images)
Six images de graines. Les graines sont les parties fertilisées d’une plante servant à faire germer une nouvelle plante (fenouil, kiwi, citrouille, etc.).
Matériel
- Crayons
- Matériel de bricolage neuf ou recyclé : papier de bricolage, mousse à découper, papier de soie, styromousse, papier aluminium, ficelle, laine, tissu, ruban, cure-pipes, bâtonnets en bois, boutons, etc.
- Contenants neufs ou recyclés : assiettes en papier, assiettes ou bols en styromousse, etc.
- Petits outils : ciseaux, règles, ruban à mesurer, ruban adhésif colle, etc.
- Instruments de mesure : règles, mètres rigides, rubans à mesurer, chronomètre, etc.
- Outils pour consigner des données : crayons, gommes, papier, cahiers de notes, appareils-photo, appareils électroniques portatifs, etc.
- Ventilateur de table pour provoquer un déplacement d’air
Préparation
- Rassemblez divers types de matériaux neufs et recyclés dont les élèves pourront se servir pour construire le prototype de graine. Les matériaux proposés dans la liste ci-dessus ne sont que des suggestions.
- Organisez des stations d’approvisionnement selon le type de matériau. Vous pouvez aussi préparer un assortiment de matériaux à remettre aux élèves.
- Installez une table sur laquelle poser le ventilateur.
Quoi faire
Les élèves développent les habiletés Concevoir et construire, en concevant, construisant et testant un prototype de graine pouvant se déplacer le plus loin possible en n’utilisant que de l’air en mouvement.
Les élèves suivront 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 clés nécessaires à l’élaboration de la solution (plan de conception) ;
- ils décident des outils et matériaux nécessaires ;
- ils concrétisent/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.
Exemple de gabarit de consignation des données [Google doc] [.pdf]
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.
- Tester – Les élèves utilisent leurs compétences d’observation et consignation de données lorsqu’ils testent leurs prototypes.
- Réfléchir – Les élèves réfléchissent au résultat obtenu par leur prototype et suggèrent d’autres manières de procéder afin de l’améliorer.
Exemple de gabarit de conception [Google doc] [.pdf]
Co-construction des connaissances
| Les élèves : parler, faire et représenter |
Les éducateurs : interagir en répondant et en questionnant |
|---|---|
| Les élèves identifient et affinent le problème à résoudre ou le besoin à satisfaire. |
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| Les élèves font un remue-méninge pour décider des critères applicables à un prototype de graine et ils les notent. |
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| Les élèves imaginent la solution envisagée et font des croquis de ce qu’ils ont en tête. |
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| Les élèves émettent des observations et prennent des décisions quant aux matériaux et outils disponibles. |
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| À partir de leurs croquis et du plan de conception, les élèves construisent/élaborent et testent ce qu’ils ont imaginé (créent le « prototype »). |
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| Les élèves modifient le prototype et, au besoin, le testant 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 les graines doivent-elles se déplacer?)
- Communiquer ses réflexions, sentiments et idées (p. ex., parler des différentes façons dont les graines se déplacent et de la façon dont les humains peuvent perturber le processus)
- Faire un remue-méninge et travailler en équipe afin de trouver une multitude de façons de permettre à une graine de se disséminer
Pensée mathématique
- Faire de nombreux essais en mesurant la distance parcourue par le prototype avant et après les modifications apportées et inscrire ces données dans un tableau
- Calculer la distance moyenne parcourue par le prototype de graine avant et après les modifications apportées
- Consigner d’autres mesures, selon le modèle ou la performance des divers modèles (p. ex., masse, longueur et largeur, hauteur du vol, durée du vol, surface parcourue)
- Analyser l’ensemble des données provenant des nombreux tests effectués pour mesurer la distance parcourue par le modèle (p. ex., portée, distance médiane, distance moyenne et moyen de déplacement)
- Comparer tous les modèles produits par la classe puis les classer en fonction de la distance parcourue et créer un tableau permettant de présenter les résultats
Arts visuels
- Dessiner, représenter ou faire une maquette des prototypes de graines migratoires
Exemples à proposer en classe :
- Utilisez une application de dessin en ligne pour dessiner le prototype.
- Créez un algorithme (schéma imagé) qui codifie la marche à suivre pour construire le modèle final.
Enrichissement
Si vos élèves souhaitent en apprendre plus, voici quelques pistes pour stimuler leur curiosité :
- Emmenez-les dehors et faites-leur tester leur prototype de graine avec le vent. Comment ce test se distingue-t-il de ceux qui ont été faits avec un ventilateur?
- Demandez aux élèves de laisser tomber leur prototype de graine de plus haut, par exemple du haut d’un module de jeu dans un parc. Quelle distance les prototypes peuvent-ils désormais parcourir?
- Invitez les élèves à refaire le défi Concevoir et construire en créant cette fois une graine qui se déplace sur l’eau.
- Les élèves peuvent refaire le défi Concevoir et construire en concevant cette fois une graine qui se dissémine en s’accrochant aux vêtements, comme celles de la bardane.
Ressources complémentaires
La dispersion des graines (Leçon)
Les élèves trient, classent, comparent et différencient une variété de graines ou photos de graines afin d’explorer les différentes façons dont se dispersent les graines.
Une si petite graine
par Eric Carle
Le vent d’automne souffle, soulève les graines de fleurs au-dessus du sol et les emporte. Parmi elles, il y en a une qui est toute petite, minuscule. Est-ce qu’elle parviendra à suivre les autres? Sur le cycle de la végétation.
ISBN : 9782871421269
Videos
Des graines qui volent (2013) (2 min 6 s)
Extrait d’un documentaire d’Arte qui suit le voyage de la graine de l’alsomitra, de la plante mère à la germination.
Dispersion des graines de violette par les fourmis (2017) (0 min 45 s)
La violette fait appel aux fourmis pour aller disperser ses graines au loin. Extrait de Le royaume de la forêt réaliser par Jan Haft (2010).
Dispersion des graines (2017) (1 min 59 s)
Les plantes colonisent leur environnement grâce à la dispersion de leurs graines. Extrait de Le royaume de la forêt réaliser par Jan Haft (2010).
Graine d’épicéas : Dispersion et croissance d’un nouvel arbre (2017) (1 min 15 s)
Extrait de Le royaume de la forêt réaliser par Jan Haft (2010).
Unbelievable Footage of Exploding Plants (2015) (0 min 54 s)
Cette vidéo du Smithsonian Channel présente des plans rapprochés extrêmes de graines dispersées par expulsion.
Pour en savoir plus
Reproduction des plantes (Fiche d’information)
Description des types de reproduction sexuée et asexuée des plants.
Plantes : Graines (Images)
Six images de graines. Les graines sont les parties fertilisées d’une plante servant à faire germer une nouvelle plante (fenouil, kiwi, citrouille, etc.).