5
e
année – Structures et mécanismes
Résumé de la leçon : Les élèves créeront une histoire animée qui présente des exemples des forces internes et des
forces externes sur les structures, ainsi que les similarités et les différences entre les deux types de forces.
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.
A2. 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.
D2. démontrer sa compréhension des
forces agissant sur les structures ainsi
que de la résistance de diverses
structures à ces forces.
Attentes particulières
A2.1 écrire et exécuter des codes lors
de l’exploration et de la modélisation
de concepts, notamment pour utiliser
différentes méthodes de stockage et
de traitement de données 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.
A3.3 analyser des contributions
apportées aux sciences et à la
technologie par diverses
communautés.
D2.1 indiquer des forces internes
agissant sur une structure et décrire
leurs effets sur celle-ci.
D2.2 indiquer des forces externes
agissant sur une structure et décrire
leurs effets sur celle-ci.
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 instructions
conditionnelles et d’autres structures
de contrôle.
C3.2 lire et modifier des codes
donnés, y compris des codes
comprenant des instructions
conditionnelles et d’autres structures
de contrôle, 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 5
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
utiliser différentes méthodes de stockage et de traitement de données 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 à la science, en se concentrant sur l’utilisation de données pour
influencer le code
● 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 une histoire animée pour expliquer aux autres
les forces internes et les forces externes qui agissent sur les structures.
Critères de réussite :
1. Je peux utiliser différents blocs d’événement pour déclencher différentes parties de mon histoire
2. Je peux utiliser des instructions conditionnelles pour répondre à des données dans mon code
3. Je peux utiliser les blocs « Demander () et attendre » pour demander de l’information à mon utilisateur
4. Je peux montrer différentes forces internes et forces externes
Profil STIM :
Les architectes sont des personnes qui conçoivent et construisent des
bâtiments. Plus que quiconque, ils savent qu’il est important de tenir compte
des forces qui agissent sur les structures pour créer des bâtiments solides et
stables qui sont également beaux!
Chris Cornelius est un citoyen de la nation Oneida, dans ce qui est aussi connu
sous le nom de Wisconsin, et il est le fondateur de Studio:Indigenous, un cabinet
d’architecture dont l’objectif est de servir les clients autochtones et de
concevoir des bâtiments qui élèvent et valorisent les modes de connaissance
autochtones, tout en respectant le paysage naturel. Chris vit et travaille sur les
terres ancestrales des peuples Potawatomi, Ho-Chunk et Menominee où les
nations souveraines Anishinaabe, Ho-Chunk, Menominee, Oneida et Mohican
du Wisconsin sont toujours présentes.
Chris Cornelius faisait partie d’un groupe d’architectes autochtones qui ont représenté le Canada à la Biennale
d’architecture de Venise en 2018, et il a collaboré à la conception de l’Indian Community School of Milwaukee (ICS), qui
a remporté le prix d’excellence en design de l’AIA en 2009, décerné par le Committee on Architecture for Education.
Si nous voulons être comme Chris Cornelius, nous devrons comprendre les forces internes et les forces externes qui
agissent sur les structures. C’est parti!
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 d’une instruction conditionnelle, à savoir un énoncé qui permet à un ordinateur de réagir à
différentes situations (ou conditions) en se basant sur un certain ensemble de critères. Il existe deux principaux
types d’instructions conditionnelles.
a. Les instructions conditionnelles « si/alors » ne peuvent réagir qu’à une seule condition. Vous pouvez créer
plusieurs instructions conditionnelles pour réagir à différentes données, mais chaque instruction
conditionnelle en soi ne peut réagir qu’à une seule condition. Voici quelques exemples tirés de la vraie vie :
● S’il pleut, alors apporte un parapluie
● Si tu as faim, alors mange une collation
● S’il fait froid dehors, alors porte un chandail
b. Les instructions conditionnelles « si/alors/sinon » sont un peu différentes. Le « sinon » peut être considéré
comme une option « aucune de ces réponses », comme dans un test à choix multiples. Le « sinon » ne sera
exécuté que si la condition de l’instruction conditionnelle « si/alors » est fausse. Voici quelques exemples
tirés de la vraie vie :
● S’il pleut, alors apporte un parapluie, sinon laisse le parapluie à la maison
● Si tu as faim, alors mange une collation, sinon ne mange pas de collation
● S’il fait froid dehors, alors porte un chandail, sinon porte un t-shirt
Discussion : Les élèves peuvent-ils penser à d’autres exemples d’énoncés conditionnels?
3. Faites une séance de remue-méninges avec les élèves pour trouver des idées pour leur histoire animée qui explique
aux autres les forces internes et les forces externes qui agissent sur des structures ou qui est axée sur une situation
où ces forces entrent en jeu. Voici quelques exemples de questions :
o Quelles sont les différences entre les forces internes et les forces externes?
o Quels sont quelques exemples de forces internes et de forces externes?
o Quelles sont des situations réelles où les forces internes ou les forces externes entrent en jeu?
o Quelles sont les effets des forces internes ou des forces externes sur _____?
Planification de notre projet :
Fournissez aux élèves le planificateur de projet pour l’histoire animée et encouragez-les à créer trois ou quatre scènes
pour leur histoire; toutefois, certains élèves pourraient en avoir besoin d’un plus grand nombre. Les élèves devraient
créer les grandes lignes de leurs scènes en dessinant des images et en écrivant quelques mots ou phrases, y compris le
dialogue qui apparaîtra à l’écran, et commencer à planifier leur code, le cas échéant. Les enseignantes et enseignants
peuvent fournir une liste de mots parmi lesquels choisir, un scribe ou toute autre technologie d’assistance pour aider
les élèves.
élèves.
Création de notre projet :
Comme le projet de chaque élève est unique, il n’existe pas d’instructions uniques à suivre pas à pas. Toutefois, les
renseignements ci-dessous vous aideront à comprendre le processus général de création d’une histoire animée, ainsi
que les principales caractéristiques que les élèves voudront probablement inclure. Cet exemple de code démontre
davantage comment le projet pourrait fonctionner. Veuillez noter qu’il inclut du code pour chacun des sprites et la
scène. 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.
1. Choisissez ou créez votre ou vos arrière-plans pour le projet. Si vous ajoutez plusieurs arrière-plans, ils peuvent tous
être ajoutés maintenant ou plus tard, mais assurez-vous de renommer vos arrière-plans de façon appropriée pour
vous aider à en assurer le suivi pendant le projet.
2. Supprimez le sprite du chat qui est automatiquement ajouté à votre projet et appuyez sur le bouton « Choisir un
sprite » pour sélectionner un nouveau sprite. Vous pouvez souhaiter ajouter maintenant tous les sprites dont vous
aurez besoin. N’oubliez pas que chaque sprite est programmé séparément. Assurez-vous donc d’avoir sélectionné
le bon sprite avant de commencer à écrire votre code.
3. Votre code doit toujours commencer par un bloc d’événement. Dans ce projet, vous utiliserez probablement le bloc
Quand le Drapeau vert est cliqué. Vous utiliserez probablement aussi le bloc « Quand je reçois () » en combinaison
avec le bloc « Envoyer à tous () » dans votre code pour déclencher des événements et créer l’apparence
d’interactions entre vos sprites.
4. Parmi les fonctions clés que vous pouvez utiliser pour définir un « état de départ » pour vos sprites, on peut citer :
a. Utilisez le bloc Basculer sur l’arrière-plan () pour définir votre arrière-plan de démarrage et utilisez le bloc
Basculer sur le costume () pour définir le costume de début de votre sprite, le cas échéant (nous fournirons
d’autres renseignements à ce sujet ci-dessous).
b. Aller à x: () y: () vous permettra de définir une position statique pour votre sprite. Ceci peut être utilisé au
début d’une ligne de code afin de définir une « position de départ ».
c. Les blocs Montrer et Cacher peuvent être utilisés de manière intermittente dans votre code afin de faire
apparaître les sprites à l’écran ou de les rendre « invisibles » jusqu’à plus tard.
d. Si vous prévoyez de faire pivoter un sprite à n’importe quel moment de votre code, vous devrez également
définir une direction de départ pour vos sprites à l’aide du bloc S’orienter vers ().
Veuillez noter que Scratch ne « réinitialise » pas automatiquement vos sprites lorsque vous réexécutez votre code.
Il est donc souvent nécessaire de définir une position de départ, une direction et l’état montré/caché.
5. Pour rendre votre histoire plus interactive, vous pouvez utiliser certaines des fonctions suivantes :
a. Le bloc Dire () pendant () secondes vous permettra de créer une « bulle » au-dessus d’un sprite pendant
un certain temps.
b. Vous pouvez enregistrer vos propres sons ou choisir parmi les fichiers sonores prêts à l’emploi de Scratch
en utilisant l’éditeur de sons. Utilisez le bloc Jouer le son () jusqu’au bout pour faire jouer le clip sonore
souhaité d’un bout à l’autre.
c. Le bloc Glisser en () secondes à x: () y: () vous permettra de faire glisser votre sprite à l’écran jusqu’à une
certaine coordonnée. Plus le nombre de secondes est élevé, plus le mouvement est lent. Cela permet de
créer l’effet de mouvements plus réalistes.
6. Si vous utilisez les sprites prédéfinis de Scratch, vous pouvez utiliser les costumes pour créer un effet animé plus
intéressant sur vos personnages. Si vous avez conçu vos propres sprites, vous devrez créer vos propres costumes
en utilisant l’éditeur graphique.
a. Vous pouvez utiliser une boucle pour parcourir tous les costumes des sprites l’un après l’autre. Utilisez un
bloc Répéter () fois ou un bloc Répéter indéfiniment et, dans la boucle, ajoutez un bloc
Attendre () secondes. Définissez une durée comprise entre 0,25 et 0,5 seconde (plus la durée est courte,
plus l’animation est rapide). Une durée de 0,5 seconde rend l’animation assez réaliste, sans être trop
rapide.
b. Encore à l’intérieur de la boucle, ajoutez le bloc Costume suivant. Ainsi, à chaque fois que la boucle est
parcourue, elle passe au costume suivant de la série. Si vous avez utilisé un bloc Répéter () fois vous devrez
utiliser le nombre de costumes disponibles pour le sprite pour calculer le nombre de répétitions de la
boucle (par exemple, si votre sprite dispose de quatre costumes, le réglage de la boucle sur 4 correspondra
à une rotation complète de tous les costumes).
7. L’utilisation du bloc Envoyer à tous (), associé au bloc Quand je reçois () peut vous permettre de déclencher certains
événements pour créer une histoire plus intéressante. Veillez à utiliser des noms courts et clairs pour vos messages
afin d’en garder la trace. Regardez l’exemple de code pour obtenir plus de détails sur la manière dont ce bloc peut
être utilisé.
8. Si les élèves souhaitent utiliser de multiples arrière-plans pour leur projet, ils devront utiliser le bloc Basculer sur
l’arrière-plan () pour passer d’un arrière-plan à l’autre. Ils peuvent également utiliser le bloc Quand l’arrière-plan
bascule sur () pour déclencher certains événements lors d’un changement d’arrière-plan. Regardez l’exemple de
code pour obtenir plus de détails sur la manière dont ce bloc peut être utilisé.
9. Pour rendre votre histoire plus interactive, utilisez le bloc Demander () et attendre pour demander de l’information
à l’utilisateur. Pour utiliser réellement la réponse fournie pour influencer votre code, suivez les étapes ci-dessous :
a. Utilisez un bloc Si () Alors ou un bloc Si () Alors, Sinon pour créer une condition afin d’évaluer la réponse
fournie.
b. Dans l’espace vide du bloc, ajoutez un () = () du menu vert Opérateurs.
c. Dans le premier espace vide du bloc () = (), mettez le bloc Réponse du menu bleu Capteurs. Cette variable
stockera la réponse fournie par l’utilisateur dans la section Demander () et attendre la plus récentes. Dans
le deuxième espace vide du bloc () = (), ajoutez la réponse voulue.
d. Dans l’espace vide du bloc Si () Alors ou le premier espace vide du bloc Si () Alors, Sinon, ajoutez le code
que vous voulez exécuter si l’utilisateur saisit l’information voulue (c’est-à-dire la bonne réponse).
e. Dans le deuxième espace vide du bloc Si () Alors, Sinon, ajoutez le code que vous voulez exécuter si
l’utilisateur saisit toute information autre que celle que vous voulez (c’est-à-dire une mauvaise réponse).
f. Vous pouvez utiliser le bloc Regrouper () et (), combiné au bloc Réponse, pour utiliser ce que l’utilisateur a
saisi et le combiner à un autre texte (par exemple, « [réponse de l’utilisateur] n’est pas la bonne réponse.
Ce n’était pas une mauvaise idée! »)
Extensions :
● Les élèves peuvent prendre leurs propres photos qu’ils peuvent utiliser comme arrière-plans ou comme sprites en
utilisant l’éditeur graphique
● Au lieu de dialogue écrit, les élèves peuvent utiliser l’éditeur de sons pour enregistrer leurs propres sons. Les blocs
Jouer le son () et Jouer le son () jusqu’au bout permettront aux élèves d’insérer ces fichiers dans leur code.
● Pour en savoir plus sur Chris Cornelius, les architectes en général et les forces internes par rapport aux forces
externes, les livres et les vidéos suivants sont suggérés :
o « Iggy Peck Architect » par Andrea Beaty
o « Young Frank, Architect » par Frank Viva
o « Forces: Physical Science for Kids » par Andi Diehn
o Architecture Adventure: Crash Course Kids #47.2 de Crash Course Kids
o Meet an Architect | Small Meets Big | KiwiCo de KiwiCo
o Grade 5 Science: Identifying External Forces Acting on Structures de la Virtual Elementary School
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?
