Projet Périscope SAÉ 3e cycle du primaire
Objectifs de la tâche… S’approprier le concept de réflexion de la lumière; Appliquer ce principe dans la fabrication d’un appareil (périscope); S’initier à l’interprétation d’un plan et vue de fabriquer certaines parties du périscope; À partir d’un modèle commun de périscope, utiliser ou non un mécanisme pour l’allongement de l’appareil.
Démystifier la lumière La bougie et les aiguilles; (photo ci- contre) La réfraction; (vidéo présentant une démonstration du principe avec des explications sous forme de schémas) Le tour d’illusionniste; (réflexion de la lumière sur une surface transparente qui occasionne une illusion d’optique) L’hologramme; (objet permettant de fabriquer un hologramme, démonstration aussi disponible en ligne)
Sites intéressants pour les TIC Quelques propriétés de la lumière; (jeu permettant de différencier les sources primaire et secondaire de lumière et de visualiser la réfraction de la lumière pour différents milieux) Office Nationale du Film; (jeu intitulé « La Mission du Prof XYZ, plusieurs objets du laboratoire permet de s’approprier un concept scientifique. Le miroir est celui qui nous intéresse pour cette tâche) Animations sur la lumière; Site français proposant différentes animations sur des sujets en science et technologie
Manipulation avec le miroir plan Manipulation que les élèves doivent effectuer à l’activité 3.
Loi de la réflexion de la lumière Rayon incident Rayon réfléchi Miroir Normale θ1 θ2 Par rapport à la normale du miroir, l’angle du rayon incident est égal à l’angle du rayon réfléchi
Manipulation avec la boîte mystère
Manipulation avec la boîte mystère
Manipulation avec la boîte mystère
Manipulation avec la boîte mystère
Manipulation avec la boîte mystère paravent cible Trou rectangulaire Miroir 1 Miroir 2 Prendre un pointeur laser Normale 2 Normale 1
1re validation: TRACES 5e année (mai 2009) Schématisation de la boîte mystère
Schématisation 5e année (mai 2009)
Schématisation 5e année (mai 2009)
Schématisation 5e année (mai 2009)
Schématisation 5e année (mai 2009)
Schématisation 5e année (mai 2009)
Loi de la réflexion de la lumière Rayon incident Rayon réfléchi Miroir Normale θ1 θ2 Rayon incident Rayon réfléchi Miroir Normale θ1 θ2 Rayon incident Rayon réfléchi Miroir Normale θ1 θ2 Rayon incident Rayon réfléchi Miroir Normale θ1 θ2
Pour aller plus loin en mathématique
Retour sur nos objectifs … S’approprier le concept de réflexion de la lumière; Appliquer ce principe dans la fabrication d’un appareil (périscope); S’initier à l’interprétation d’un plan et vue de fabriquer certaines parties du périscope; À partir d’un modèle commun de périscope, utiliser ou non un mécanisme pour l’allongement de l’appareil.
1re validation Incorporation de la lecture de plans pour la fabrication de la partie supérieure: Bonne interprétation avec quelques explications de départ sur le langage technique Fabrication de la colonne avec carton ondulé (collage de 4 bandes): Difficultés pour tracer et découper des bandes parfaites; Exige beaucoup de récupération de carton et d’utilisation de colle chaude, trop de temps de réalisation Gestion de classe et du matériel: Classe divisée en 3 groupes (partie supérieure, colonne et dessin) ce qui permettait de répartir le matériel mais demandait tout de même beaucoup de couteau utilitaire.
1re validation Contraintes utilisées: pivotement du miroir et ajustement de la hauteur de la colonne: Bonne réussite dans l’ensemble mais les élèves avaient tendance à copier les idées des autres; Un élève s’est démarqué en proposant un système de pignon et crémaillère d’où l’idée d’imposer un élément en rotation;
1re validation: TRACES 5e année (mai 2009) Dessin et étapes de fabrication
Dessins et étapes des élèves 5e année (mai 2009)
Dessins et étapes des élèves 5e année (mai 2009)
Dessins et étapes des élèves 5e année (mai 2009)
Le cahier des charges et ses variantes Proposition 1: Système avec poignée et baguette formant un « L ». Pivotement du miroir inférieur et emplacement du miroir supérieur à déterminer par l’élève Proposition 2: Système avec poignée et baguette formant un « L ». Emplacement des miroirs et leur inclinaison établis par l’élève. Proposition 3: Système avec un mécanisme de transformation du mouvement. L’emplacement des miroirs et leur inclinaison sont déterminés par l’enseignante ou enseignant.
PLONGEONS! On fabrique notre périscope
Plans des parties supérieure et inférieure
Plans des parties supérieure et inférieure
Plan de la colonne
Plan de la colonne
Plan de la colonne
Transfert des mesures
Les mécanismes suggérés La came et le galet
Les mécanismes suggérés La roue dentée et la crémaillère
Les mécanismes suggérés La bielle et la manivelle
Les solutions possibles La came et le galet
Les solutions possibles La roue dentée et la crémaillère
Les solutions possibles La bielle et la manivelle
2e validation 5e et 6e année (octobre 2009) Incorporation d’un mécanisme
Photos en classe