4
e
année – Matière et énergie
Résumé de la leçon : Les élèves créeront un visualiseur de son simulé.
Attentes du programme-cadre : Ces attentes ont pour but de souligner les nombreuses façons dont cette leçon peut
soutenir le programme-cadre. Il n’est ni attendu ni nécessaire que le personnel enseignant satisfasse à toutes ces
attentes en même temps. Les enseignantes et enseignants sont encouragés à sélectionner les attentes les plus
pertinentes en se basant sur leur contexte unique et à leurs attentes pour la leçon.
Sciences et technologie
Mathématiques
Français – Écriture
Attentes générales
A2. utiliser le codage pour examiner et
modéliser des concepts, et analyser
l’incidence du codage et des technologies
émergentes sur la vie quotidienne et les
secteurs liés aux STIM.
A3. démontrer sa compréhension des
applications pratiques des sciences et de la
technologie, ainsi que des contributions
aux sciences et à la technologie d’individus
ayant vécu diverses expériences.
C2. démontrer sa compréhension de la
lumière et du son en tant que formes
d’énergie qui ont des caractéristiques et
des propriétés particulières.
Attentes particulières
A2.1 écrire et exécuter des codes lors de
l’exploration et de la modélisation de
concepts, notamment pour tester,
déboguer et améliorer des programmes.
A2.2 déterminer et décrire l’incidence du
codage et des technologies émergentes sur
des situations de la vie quotidienne.
A3.3 analyser des contributions apportées
aux sciences et à la technologie par
diverses communautés.
C2.4 décrire des propriétés du son, y
compris la propagation d’ondes sonores
dans un milieu, ainsi que le fait que le son
peut être absorbé, réfléchi ou modifié.
C2.5 expliquer que les ondes sonores sont
causées par des vibrations.
C2.6 décrire les interactions de l’énergie
lumineuse et de l’énergie sonore avec
différents objets et matériaux.
C2.7 distinguer les sources de lumière qui
émettent la lumière et la chaleur des
sources qui émettent la lumière et très peu
de chaleur.
Attentes générales
C3. résoudre des problèmes et
créer des représentations de
situations mathématiques de façons
computationnelles à l’aide de
concepts et d’habiletés en codage.
Attentes particulières
C3.1 résoudre des problèmes et
créer des représentations de
situations mathématiques de façons
computationnelles en écrivant et
exécutant des codes, y compris des
codes comprenant des événements
séquentiels, simultanés, répétitifs et
imbriqués.
C3.2 lire et modifier des codes
donnés, y compris des codes
comprenant des événements
séquentiels, simultanés, répétitifs et
imbriqués, et décrire l’incidence de
ces changements sur les résultats.
Décomposition des attentes en matière de codage en sciences et en technologie :
Le programme-cadre de sciences et technologie de 4
e
année contient deux attentes liées au codage :
A2.1 écrire et exécuter des codes lors de l’exploration et de la modélisation de concepts, notamment pour
produire différents types de données de sortie à des fins diverses.
A2.2 déterminer et décrire l’incidence du codage et des technologies émergentes sur des situations de la vie
quotidienne et sur des métiers spécialisés.
Pour paraphraser ces attentes et les exprimer dans un langage plus clair, on demande aux élèves :
● d’écrire du code pour démontrer un concept lié aux sciences, en se concentrant sur la production de données
de sortie, c’est-à-dire toute information fournie par l’ordinateur à l’utilisateur
● de montrer l’impact du codage sur nos vies
Ces deux attentes seront prises en compte dans le cadre du projet.
Objectifs d’apprentissage : Nous apprenons à écrire du code pour créer un visualiseur de son simulé.
Critères de réussite :
1. Je peux utiliser le stylo pour créer l’effet de dessiner
2. Je peux utiliser des variables pour stocker de l’information
3. Je peux utiliser des opérateurs pour créer des équations
4. Je peux utiliser les données d’entrée des utilisateurs pour influencer mon code
Profil STIM :
Être sourd signifie que vous êtes partiellement ou totalement incapable
d’entendre. Plus de 5 % des habitants de la planète sont partiellement ou
complètement sourds! Les implants cochléaires sont de petits appareils
électroniques qui peuvent améliorer l’ouïe de certaines personnes présentant
une certaine perte auditive.
En 1975, Ingeborg Hochmair et son partenaire, Erwin Hochmair, ont créé le tout
premier implant cochléaire micro-électronique multicanaux, un type particulier
d’implant cochléaire qui aide non seulement l’utilisateur à entendre les sons,
mais aussi à améliorer sa compréhension de la parole. Issue d’une famille de
scientifiques, Ingeborg Hochmair est une ingénieure électrique qui a eu l’idée
d’utiliser son amour de la science pour créer des changements dans le monde,
en montrant comment la science peut être utilisée pour aider les autres quand
on essaie.
Comme Ingeborg, nous utiliserons notre connaissance du son pour aider les autres à comprendre comment il fonctionne
vraiment.
Éveiller l’esprit :
1. Les élèves ont des niveaux d’expérience différents en matière de codage.
a. Si les élèves n’ont jamais fait l’expérience du codage, veuillez regarder la vidéo « What is Coding? » (en
anglais).
b. Si les élèves ont déjà fait l’expérience du codage, organisez une discussion rapide au cours de laquelle ils
partagent leur définition du codage. Voici quelques réponses à rechercher :
i. Le codage est le langage que parlent les ordinateurs
ii. Le codage est la façon dont nous parlons aux ordinateurs ou dont nous leur faisons faire ce que
nous voulons
iii. Le codage est les instructions que nous donnons à un ordinateur
2. Introduisez l’idée de données de sortie, ou sorties. Pour bien comprendre ce concept, il faut aussi comprendre
l’idée de données d’entrée, ou entrées. Les données d’entrée sont des éléments fournis au programme par
l’utilisateur, tandis que les données de sortie sont des éléments fournis à l’utilisateur par le programme. Une
analogie simple est celle d’un distributeur automatique, l’entrée étant l’argent qui est mis dans le distributeur et la
sortie étant l’aliment que le distributeur libère. Dans cette leçon, l’entrée sera le son de la voix de l’utilisateur et la
sortie sera la visualisation à l’écran.
Discussion : Les élèves peuvent-ils penser à d’autres exemples réels d’entrées et de sorties?
3. Pour ce projet, les élèves doivent également comprendre le concept de variables, qui sont des valeurs dans notre
code qui stockent des données ou des informations. Elles peuvent changer (ou varier) en fonction des informations
qui y entrent et qui en sortent. Notre code contient deux variables principales. La variable de position contiendra
la coordonnée x où notre point est positionné. La variable de volume est déjà intégrée dans Scratch. Il contient des
informations sur le volume d’un son, en fonction de ce que le microphone capte.
Création de notre projet :
Cet exemple de code démontre comment le projet pourrait fonctionner. Pour votre référence, Scratch détermine où
afficher les sprites et contrôle les mouvements en utilisant un système de coordonnées cartésiennes, (0,0) étant le
centre de l’écran. Il sera peut-être utile d’enseigner ce concept à l’avance, si les élèves ne le connaissent pas déjà. Ce
projet particulier utilise le microphone. Pour qu’il fonctionne, les élèves devront donc utiliser un appareil avec un
microphone fonctionnel. Ils devront également approuver les paramètres du microphone et s’assurer que la source du
microphone est correcte.
Partie 1 : Configuration du projet
1. Supprimez le sprite qui est automatiquement ajouté. Utilisez l’option de créer votre propre sprite en utilisant
l’éditeur graphique. Votre sprite ne doit être qu’un petit point (autrement dit, utilisez le pinceau réglé sur la taille
10 pour dessiner un seul petit point, approximativement au milieu de la zone de peinture).
2. Utilisez le bouton Ajouter une extension dans le coin inférieur gauche de l’écran pour ajouter l’extension Stylo afin
d’utiliser ses fonctions.
Partie 2 : Position de départ et variables
3. Ajoutez le bloc Quand le Drapeau vert est cliqué dans le menu Événements jaune et ajoutez le bloc Effacer tout
dans le menu de l’extension Stylo. Ainsi, à chaque fois que vous exécutez le code de nouveau, toutes les lignes
précédentes dessinées à l’écran sont effacées. Utilisez le bloc Aller à x: () y: () pour régler votre position à l’extrême
gauche de l’écran, en utilisant les coordonnées (-240, 0).
4. Dans le menu orange Variables, appuyez sur « Créer une variable » et réglez le nom à quelque chose comme
« courant »; ensuite, utilisez le bloc Mettre (nom de la variable) à () pour mettre la variable que vous venez de créer
à 0. Une variable est utilisée pour stocker des données qui peuvent varier dans votre code et auxquelles vous pouvez
faire référence dans d’autres blocs de code afin de contrôler le résultat de votre code. Dans ce projet de visualiseur
de son, cette variable sera utilisée pour suivre notre position le long de l’axe des x afin de permettre à la visualisation
du son de progresser sur l’écran.
5. Ajoutez le bloc Stylo en position d’écriture dans le menu de l’extension Stylo. Cela permettra de dessiner la
visualisation du son à l’aide de la fonction stylo. Mettez le stylo en position d’écriture pour commencer à dessiner.
Partie 3 : Dessiner le visualiseur de son
6. Utilisez le bloc Répéter () fois et réglez-le afin qu’il soit répété 480 fois. Le chiffre 480 a été choisi pour représenter
la largeur totale de l’écran d’un bord à l’autre (240 à gauche de l’axe des y, 240 à droite de l’axe des y). Cela
permettra à notre visualiseur de son d’utiliser la totalité de l’écran. Tous les blocs des étapes suivantes seront mis
à l’intérieur de ce bloc Répéter.
7. Ajoutez le bloc Mettre la couleur du stylo à () dans le menu de l’extension Stylo. Dans le bloc bleu Capteurs, faites
glisser l’option Volume sonore. Utilisez ce bloc pour remplacer la valeur numérique actuellement stockée dans le
bloc Mettre la couleur du stylo à (). Cela signifie que vous vous retrouverez avec un bloc intitulé Mettre la couleur
du stylo à (Volume sonore). Le bloc Volume sonore permet à Scratch d’utiliser le micro pour détecter les sons et
utiliser la valeur affectée au volume sonore dans d’autres endroits du code. Dans ce cas-ci, nous utiliserons la valeur
du Volume sonore pour changer la couleur du visualiseur de son en fonction du niveau de bruit (rouge pour les sons
les plus faibles, violet pour les plus forts).
8. Ajoutez le bloc Aller à x: () y: (). Dans le menu vert Opérateurs, faites glisser le bloc () – () et mettez-le dans l’espace
réservé à la valeur X dans le bloc Aller à x: () y: (). Le bloc des opérateurs permet aux utilisateurs de comparer les
valeurs et d’exécuter des équations.
a. Rendez-vous au menu orange Variables, faites glisser le bloc rond qui contient le nom de la variable que
vous avez créée à l’étape 4 (par exemple, « courant ») et mettez-le dans le premier espace vide du bloc
() – ().
b. Dans le deuxième espace vide du bloc () – (), écrivez le chiffre 240. Cela créera l’équation « courant » – 240
dans la valeur X du bloc Aller à x: () y: (). Nous utiliserons cette comparaison pour modifier notre position
sur l’axe des x à chaque fois que la boucle effectuera un cycle complet, ce qui permettra au visualiseur
sonore de se déplacer sur l’écran au fil du temps. Un autre bloc de code sera nécessaire, qui sera réalisé à
l’étape 11.
c. Gardez à 0 la valeur Y dans Aller à x: () y: ().
9. Pour créer la visualisation réelle qui représentera le volume sonore, nous devrons modifier la valeur Y vers le haut
et vers le bas.
a. Ajoutez le bloc Mettre y à (). Dans le menu bleu Capteurs, faites glisser le bloc Volume sonore et mettez-
le dans l’espace vide réservé à la valeur Y. Cela créera le mouvement vers le haut du visualiseur de son.
b. Utilisez le bloc Mettre y à () et mettez la valeur Y à 0 pour ramener le visualiseur de son au point milieu.
c. Ajoutez un autre bloc Mettre y à (). Dans le menu vert Opérateurs, faites glisser le bloc () * () et mettez-le
dans l’espace vide réservé à la valeur Y.
i. Dans le premier espace vide du bloc () * (), mettez le bloc Volume sonore du menu bleu Capteurs.
Dans le deuxième espace vide du bloc () * (), réglez la valeur à -1. Cela traduira la valeur du
volume sonore en chiffre négatif, ce qui permettant au visualiseur de son de passer sous l’axe des
x et de créer un effet de visualisation complet. Voir les figures 1 et 2 pour obtenir une
comparaison.
Figure 1 : Visualiseur de son sans valeurs négatives
Figure 2 : Visualiseur de son avec des valeurs négatives
10. À partir du menu orange Variables, ajoutez un bloc Mettre () à () et réglez-le à la variable que vous avez créée à
l’étape 5 (par exemple, « courant »). Réglez la deuxième valeur à 1. Cela deviendra la deuxième moitié de l’effet
que nous essayons de créer depuis l’étape 9. Cela augmentera notre variable « courant » de 1 chaque fois que la
boucle termine un cycle, ce qui créera l’effet de déplacement du visualiseur de son d’un bord de l’écran à l’autre.
Extensions :
1. Pour approfondir leur code, les élèves peuvent envisager de relever les défis suivants afin de faire passer leurs
projets au niveau supérieur :
a. Utilisez le bloc Nombre aléatoire entre () et () pour que le visualiseur de son choisisse une couleur au
hasard.
b. Essayez d’inverser la direction du visualiseur de son pour qu’il aille du haut vers le bas de l’écran au lieu de
la gauche vers la droite (pensez à la façon dont les valeurs x et y devraient être modifiées en conséquence).
c. Songez à utiliser le bloc Mettre la taille du stylo à () en combinaison avec le Volume sonore pour changer
la forme et les dimensions du visualiseur de son.
2. Pour en apprendre davantage sur Ingeborg Hochmair et le son, les livres et vidéos suivants sont suggérés :
a. Ingeborg Hochmair & Erwin Hochmair – Cochlear implant to restore hearing from European Patent Office
b. What is Sound? | Physics for Kids de SciShow Kids
c. What is Sound? | The Dr. Binocs Show | Learn Videos for Kids de Peekaboo Kidz
Partage de notre travail/Consolidation : Les élèves peuvent partager leurs projets Scratch en suivant ces étapes.
1. Les élèves devraient avoir le temps de partager leurs projets avec d’autres et d’effectuer une autoévaluation et une
évaluation par les pairs. Cela peut se faire sous différentes formes, notamment une visite de galerie, une
présentation à l’ensemble de la classe ou un « échange » de leur projet avec un autre élève. Les élèves peuvent
faire des commentaires de différentes façons, y compris par écrit et verbalement. Une variété d’options et de
modèles de commentaires sont disponibles dans l’annexe A.
2. Un aspect important de l’évaluation de la compréhension des élèves consiste à se concentrer sur le processus et
non sur le produit. Bien qu’il soit important d’avoir un produit final qui fonctionne comme prévu, on demande
souvent aux élèves de produire quelque chose dans un délai limité; il est donc possible qu’avec plus de temps, un
élève aurait été capable d’obtenir un produit entièrement fonctionnel.
Pour évaluer l’apprentissage, les enseignantes et enseignants peuvent discuter avec les élèves tout au long de la
création de leurs projets en utilisant les questions anecdotiques de l’annexe B et documenter ces discussions à
l’aide d’un tableau d’observations anecdotiques. Les enseignantes et enseignants sont invités à prendre en compte
les stratégies de résolution de problèmes utilisées par les élèves tout au long du projet, leur capacité à expliquer le
fonctionnement de leur projet et ce qu’elles ou ils pourraient faire différemment à l’avenir.
3. Une grille d’évaluation peut être utilisée pour évaluer le produit final. Cet outil et les autres outils d’évaluation
peuvent être modifiés au besoin.
Modifications pour insuffisance ou absence de technologie :
● Bien qu’il soit idéal d’avoir un appareil par élève, cela n’est pas la réalité dans de nombreuses salles de classe. Si
vous prévoyez de faire travailler les élèves en groupes, nous recommandons un maximum de 2 élèves par groupe
afin de maximiser le temps « pratique » de codage. Si l’accès aux appareils est limité, vous pouvez mettre en œuvre
cette leçon dans le cadre d’une rotation de stations dans votre classe ou utiliser une autre stratégie pour travailler
en petits groupes.
● Si vous n’avez accès à aucun appareil, vous pouvez :
o imprimer les images des blocs Scratch dans le dossier accessible par ce lien, les découper et demander aux
élèves de créer leur code avec les blocs de papier à la place.
o Vous pouvez également imprimer des images de fonds et de personnages pour aider encore plus les élèves
Annexe A : Commentaires sur son propre travail et celui de ses pairs
• Autoévaluation de l’élève
o Bravo!
o Dis, pose, donne
• Évaluation par les pairs
o Deux étoiles et un souhait
o QuEL
Annexe B : Questions anecdotiques
Tout au long de la période où les élèves créent leurs projets, le personnel enseignant est encouragé à circuler et à
s’entretenir avec les élèves pour discuter de leurs projets et de leurs progrès. En ce qui concerne le codage, le processus
est tout aussi important que le produit final, sinon plus : c’est donc essentiel pour vraiment comprendre ce que les
élèves saisissent.
Principaux concepts
Les élèves devraient être capables d’identifier, de nommer et d’expliquer les concepts clés du codage dans leurs propres
mots; par exemple, la séquence peut être décrite comme « l’ordre dans lequel le code est écrit est important ». Les
instructions conditionnelles peuvent être décrites comme « des instructions "si-alors" qui donnent des options à
l’ordinateur ». La formulation peut être différente pour chaque élève, mais ils doivent être capables d’expliquer le
concept.
Questions suggérées :
1. Peux-tu me dire ce que tu sais au sujet de _____?
2. Peux-tu montrer où tu as utilisé _____ dans ton code? Comment est-ce que ça fonctionne?
Application
Il peut arriver qu’un élève trouve « par hasard » la « bonne » réponse dans son code sans comprendre comment il y est
parvenu, tandis qu’une autre élève a un projet qui ne fonctionne pas comme elle le souhaite, mais elle sait exactement
pourquoi et est capable d’énoncer très clairement les étapes qu’elle suivrait pour résoudre le problème, si elle avait
plus de temps. Le fait que le projet d’un élève ne fonctionne pas exactement comme il le souhaite ne signifie pas
nécessairement qu’il ne comprend pas. Il est donc important de prendre le temps de discuter avec les élèves.
Questions suggérées :
1. Peux-tu me dire ce que fait cette section de ton code?
2. Il semble que cette section du code ne fonctionne pas comme tu le souhaites. As-tu une idée pourquoi? Comment
pourrais-tu la corriger?
3. Que se passerait-il si tu changeais _____?
Résolution de problèmes/Débogage
Dans le monde du code, beaucoup d’erreurs sont commises. Non seulement c’est tout à fait normal (et cela arrive tout
le temps aux programmeurs professionnels), mais c’est en fait COMMENT nous apprenons à coder. Pour passer de
l’erreur à l’apprentissage, les élèves doivent développer et utiliser des stratégies efficaces de résolution de problèmes.
Si un élève reste assis à regarder son code pendant une semaine pour essayer de résoudre un problème sans jamais
demander de l’aide, il ne démontre pas des stratégies efficaces de résolution de problèmes. Les stratégies efficaces de
résolution de problèmes que les élèves peuvent démontrer comprennent :
● Lire leur code à haute voix pour essayer d’identifier les erreurs
● Partager son code avec un camarade pour demander de l’aide afin d’identifier une erreur
● Gérer la frustration en faisant une pause
● Faire une recherche sur le Web pour trouver des réponses à leurs questions
Questions suggérées :
1. Peux-tu me parler d’une situation où ton code ne fonctionnait pas comme tu le souhaitais? Qu’as-tu fait pour le
corriger?
2. Il semble que cette section du code ne fonctionne pas comme tu le souhaites. As-tu une idée pourquoi? Comment
pourrais-tu la corriger?
3. Quelles sont quelques erreurs que tu as faites pendant la création de ton projet? Que ferais-tu différemment la
prochaine fois?
