propulser un bateau à l'aide d'un élastique
Objectifs: Construire un bateau à aubes
Cycles d'apprentissage: 2e et 3e cycles du primaire
Compétences du 21e siècle: Résolution de problème
Univers: Matériel
Progression des apprentissages en S et T:
Matière
Décrire le format et la couleur d'un objet ou d'une substance
Explique la flottabilité d'une substance sur un autre par leur masse volumique (densité) respective
Technologie du transport (bateau)
Cycles d'apprentissage: 2e et 3e cycles du primaire
Compétences du 21e siècle: Résolution de problème
Univers: Matériel
Progression des apprentissages en S et T:
Matière
Décrire le format et la couleur d'un objet ou d'une substance
Explique la flottabilité d'une substance sur un autre par leur masse volumique (densité) respective
Technologie du transport (bateau)
- Reconnaître l'influence et l'impact des technologies du transport sur le mode de vie et l'environnement des individus
- Conception et fabrication d’instruments, d’outils, de machines, de structures (ex. : ponts, tours), de dispositifs (ex. : filtration de l’eau), de modèles (ex. : planeur), de circuits électriques simples
Mise en situation
Geisert, A. (2004). La plus grosse pelote de laine. Paris: Autrement jeunesse.
Les habitants de Rumpus Ridge ont de quoi faire pâlir d'envie les villages voisins: ils détiennent la plus grosse pelote de laine du monde! Et en signe de fierté, ils l'ont installée sur la place publique. Une nuit, alors qu'une pluie diluvienne s'abat sur le village, une inondation entraîne la pelote géante jusqu'au village voisin. À leur réveil, les habitants de Cornwall ont une nouvelle attraction à présenter à la face du monde et une rivalité avec le village voisin prend forme. Comme dans plusieurs albums d'Arthur Geisert, une catastrophe naturelle est au centre de la problématique et les cochonnets doivent rivaliser d'ingéniosité pour trouver des solutions. Dans cet univers rural, tous les outils techniques sont mis à profit pour retrouver leur précieuse pelote de laine. Une nuit, les habitants de Rumpus Ridge s'embarquent sur un bateau à aubes et installent l'attirail nécessaire pour reprendre possession de leur fierté. Plusieurs thématiques scientifiques peuvent être exploitées dans cet album. En plus des catastrophes naturelles, les machines simples sont toujours omniprésentes dans l'univers de Geisert.
Les habitants de Rumpus Ridge ont de quoi faire pâlir d'envie les villages voisins: ils détiennent la plus grosse pelote de laine du monde! Et en signe de fierté, ils l'ont installée sur la place publique. Une nuit, alors qu'une pluie diluvienne s'abat sur le village, une inondation entraîne la pelote géante jusqu'au village voisin. À leur réveil, les habitants de Cornwall ont une nouvelle attraction à présenter à la face du monde et une rivalité avec le village voisin prend forme. Comme dans plusieurs albums d'Arthur Geisert, une catastrophe naturelle est au centre de la problématique et les cochonnets doivent rivaliser d'ingéniosité pour trouver des solutions. Dans cet univers rural, tous les outils techniques sont mis à profit pour retrouver leur précieuse pelote de laine. Une nuit, les habitants de Rumpus Ridge s'embarquent sur un bateau à aubes et installent l'attirail nécessaire pour reprendre possession de leur fierté. Plusieurs thématiques scientifiques peuvent être exploitées dans cet album. En plus des catastrophes naturelles, les machines simples sont toujours omniprésentes dans l'univers de Geisert.
Lecture interactive de l'album
Faites une lecture interactive de l'album. Voici quelques questions pour introduire la situation d'apprentissage:
(1) Pourquoi, selon toi, les habitants de Cornwall tenaient-ils à garder la pelote de laine à tout prix?
(2) T’es-tu déjà senti comme les habitants de Rumpus Ridge? Explique ce que tu as fait.
(3) Identifie des sources d’énergies renouvelables dont les habitants de Rumpus Ridge ont tiré profit pour ramener la pelote de laine (réponse : l’eau et le vent).
(4) Énumère les parties d’un moulin à vent et d’un bateau à aubes (réponse : roue centrale, aubes ou pales, poulies, engrenages, etc.).
(5) Comment l’explosif a-t-il activé les deux machines? (réponse : la force de l’eau a fait tourner les aubes du bateau qui ont, à leur tour, activé la poulie qui a fait tourner les pales du moulin à vent).
(6) Sans utiliser d’explosif, comment pourrais-tu faire avancer ton bateau de manière à ce qu’il fonctionne comme un bateau à aubes? (réponse : utiliser la force motrice de l’eau, l’énergie électrique, l’énergie solaire, etc.).
(1) Pourquoi, selon toi, les habitants de Cornwall tenaient-ils à garder la pelote de laine à tout prix?
(2) T’es-tu déjà senti comme les habitants de Rumpus Ridge? Explique ce que tu as fait.
(3) Identifie des sources d’énergies renouvelables dont les habitants de Rumpus Ridge ont tiré profit pour ramener la pelote de laine (réponse : l’eau et le vent).
(4) Énumère les parties d’un moulin à vent et d’un bateau à aubes (réponse : roue centrale, aubes ou pales, poulies, engrenages, etc.).
(5) Comment l’explosif a-t-il activé les deux machines? (réponse : la force de l’eau a fait tourner les aubes du bateau qui ont, à leur tour, activé la poulie qui a fait tourner les pales du moulin à vent).
(6) Sans utiliser d’explosif, comment pourrais-tu faire avancer ton bateau de manière à ce qu’il fonctionne comme un bateau à aubes? (réponse : utiliser la force motrice de l’eau, l’énergie électrique, l’énergie solaire, etc.).
Comment flotte un bateau ?
A) Le défi de la boule de pâte à modeler
Pour introduire le concept de flottabilité, placer les élèves en équipes de 3. Demander aux élèves ce qu'il arrivera de la boule de pâte à modeler si on la met à l'eau. Les élèves formulent leur hypothèse dans leur cahier. Montrer aux élèves que la boule coule et inviter les élèves à la faire flotter en modifiant sa forme. Les élèves formulent leur hypothèse, par exemple : "je crois que je pourrais faire flotter la boule en lui donnant la forme d'un radeau. Je le pense parce que les radeaux flottent." Si la forme de radeau s'avère difficile à faire flotter, les élèves réalisent en revanche que la forme de bateau, avec sa coque arrondie. Les élèves notent leurs observations dans leur cahier.
B) Comment pourrais-tu y déposer le plus de sous noirs possibles ?
Par la suite, demander aux élèves de relever le défi de mettre le plus de sous noirs dans leur bateau sans qu'il ne coule. Les élèves compte les sous qu'ils déposent un à un. Ils tentent de battre leur record en ajustant leur bateau. Ici, je filme équipe après équipe et nous projetons leurs exploits au tableau.
Pour introduire le concept de flottabilité, placer les élèves en équipes de 3. Demander aux élèves ce qu'il arrivera de la boule de pâte à modeler si on la met à l'eau. Les élèves formulent leur hypothèse dans leur cahier. Montrer aux élèves que la boule coule et inviter les élèves à la faire flotter en modifiant sa forme. Les élèves formulent leur hypothèse, par exemple : "je crois que je pourrais faire flotter la boule en lui donnant la forme d'un radeau. Je le pense parce que les radeaux flottent." Si la forme de radeau s'avère difficile à faire flotter, les élèves réalisent en revanche que la forme de bateau, avec sa coque arrondie. Les élèves notent leurs observations dans leur cahier.
B) Comment pourrais-tu y déposer le plus de sous noirs possibles ?
Par la suite, demander aux élèves de relever le défi de mettre le plus de sous noirs dans leur bateau sans qu'il ne coule. Les élèves compte les sous qu'ils déposent un à un. Ils tentent de battre leur record en ajustant leur bateau. Ici, je filme équipe après équipe et nous projetons leurs exploits au tableau.
Préparation
- 8 bacs remplis d'eau
- 8 boules de pâte à modeler à base d'huile
- Sous noirs ou billes
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C) Le défi de la bouteille vide, mais pleine à la fois !
Demander aux élèves d'essayer de submerger une bouteille recyclée vide (d'eau, mais pleine d'air). Ils réaliseront que la force à déployer pour faire couler cette bouteille est bien supérieure à ce qu'ils avaient estimé au départ. Sur les photos ci-bas, deux petites lignes indiquent le niveau d'eau avant et après avoir enfoncé la bouteille dans l'eau. Les élèves découvrent ainsi le principe d'Archimède : un objet qui est plongé dans un liquide subit une force de poussée vers le haut égale au poids du liquide déplacé par l'objet. Présenter la courte vidéo suivante de l'ONF.
Demander aux élèves d'essayer de submerger une bouteille recyclée vide (d'eau, mais pleine d'air). Ils réaliseront que la force à déployer pour faire couler cette bouteille est bien supérieure à ce qu'ils avaient estimé au départ. Sur les photos ci-bas, deux petites lignes indiquent le niveau d'eau avant et après avoir enfoncé la bouteille dans l'eau. Les élèves découvrent ainsi le principe d'Archimède : un objet qui est plongé dans un liquide subit une force de poussée vers le haut égale au poids du liquide déplacé par l'objet. Présenter la courte vidéo suivante de l'ONF.
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FAbriquer un bateau
À l'aide de matériel recyclé, demander aux élèves de fabriquer une petite embarcation d'au plus 30 cm de long sur 15 cm de large
Préparation
- Quelques contenants pouvant servir de base d'un bateau: bouteille d'eau recyclée, barquette de styromousse
- Élastiques de différentes tailles
- Bâtonnet de bois
- Brochettes de bambous
- Cuillères de plastique
- Bouchons de liège
- Etc.
LEs moments forts de la fabrication
Comment propulser le bateau à l'aide d'un élastique ?
L’élasticité est la propriété d’un matériau de se laisser étirer puis de revenir à son état de départ. Le ballon baudruche et l’élastique en caoutchouc ont cette propriété.
Demander aux élèves de prendre un élastique et le déposer sur une règle. Les élèves constateront que peu importe le nombre de fois qu'ils étirent l'élastique, celui-ci reprend sa dimension initiale.
Demander aux élèves de prendre un élastique et le déposer sur une règle. Les élèves constateront que peu importe le nombre de fois qu'ils étirent l'élastique, celui-ci reprend sa dimension initiale.
Regarder la capsule vidéo suivante avec les élèves. Elle présente un bateau à aubes du parc Magic Kingdom de Walt Disney World en Floride. Ce bateau se déplace grâce à un moteur à vapeur qui fait tourner une roue à aubes. Ces aubes sont des pales qui permettent au bateau d’avancer ou de reculer selon leur sens de rotation. Demander aux élèves de dessiner une roue à aubes dans chaque perspective et d'indiquer le sens de rotation.
Conception de la roue à aubes
PRéparation
Élastiques de différentes longueurs
Abaisse-langues
Cuillères en plastique
Morceaux de coroplast
Barquette de styromousse
Pistolets à colle chaude
Couteaux à lame rétractable
Abaisse-langues
Cuillères en plastique
Morceaux de coroplast
Barquette de styromousse
Pistolets à colle chaude
Couteaux à lame rétractable
La course de bateaux !
Télécharger le cahier de l'élève
| propulser_un_bateau_à_laide_dun_élastique.pdf |
Référence:
Gagnier, S. (2018). Motiver les élèves à haut potentiel en exploitant la science dans les albums, Le Pollen (25). 324-329.
Gagnier, S. (2018). Motiver les élèves à haut potentiel en exploitant la science dans les albums, Le Pollen (25). 324-329.