SPT 3 : Le projet Robinson

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Compétences mobiliséesPlus de détails [doc]

  • Observer

  • Émettre des hypothèses

  • Réaliser

  • Réguler

  • Structurer

Domaine(s) Plus de détails [pdf]

  • Technologie des matériaux

  • Structures et mécanismes

  • Technique de production et de processus

Portes d'entrée Plus de détails [doc]

  • Concevoir et réaliser un objet en vue d'une performance déterminée

  • Agir afin de supprimer le dysfonctionnement d'un système

Coût estimé

  • insignifiant (privilégier la récupération)

Matériaux de base

  • Matériaux de récupération tels que : Pics à brochettes, branchage récupéré, bois de récupération, balles de ping-pong, bouchons de liège, sac en plastique

  • Colle forte ou colle à bois ou colle à chaud

  • Sont exclus : les matériaux qui, sans subir de modification, peuvent devenir une embarcation

Outillage nécessaire

  • Ciseaux

  • ciseau à bois

  • maillet

  • matériel de traçage

  • clous

  • Pistolet à colle chaude

  • Une bassine remplie d'eau (essais)

Mise en situation

Monsieur et Madame Robinson voudraient quitter une île déserte sur laquelle ils se sont échoués. Ta mission consiste à réaliser une embarcation fiable qui leur permettra de s'enfuir. Pour ce faire, tu ne pourras utiliser que les matériaux à disposition sur l'île.

Consignes complémentaires :

Puisqu'il n'est pas envisageable de construire, en classe, une embarcation à grandeur réelle, ta réalisation ne dépassera pas le format d'une feuille A4. De plus, puisqu'il n'est pas possible de miniaturiser les matériaux de l'île, tu devras les remplacer par des matériaux similaires (exemple : une balle de ping-pong pour une noix de coco ; un pic à brochette pour une branche d'arbre...).

Contraintes :

  • La taille de l'embarcation ne devra pas excéder celle d'une feuille A4.

  • L'embarcation devra être stable et maintenir une charge de 500 grammes.

  • Le polystyrène expansé (Frigolite) et les bouteilles en plastique sont interdits.

Étape 1 : Appropriation

[doc] Les codes de la colonne de gauche correspondent aux compétences mobilisées à chaque étape.

C1.1

C1.2

C1.3

C5.3

  • Les élèves lisent la fiche d'appropriation (annexe 3.01).

  • Les élèves soulignent les mots inconnus, questionnent l'enseignant et complètent un lexique inclus dans leur farde de cours.

  • En devoir (annexe 3.02), les élèves recherchent des synonymes au vocabulaire spécifique à la navigation, ils s'approprient les consignes et contraintes et complètent leur fiche d'appropriation (annexe 3.01).

  • Le devoir est corrigé collégialement :

    • Les consignes et contraintes sont rappelées

    • La méthode d'évaluation des embarcations est précisée...

      • stable

      • résiste à 500 grammes

      • ne dépasse pas le format A4

      • types de matériaux (autorisés + simulation matériaux de l'île)

  • Une démonstration des formats de feuilles est faite par pliages successifs :

    • A0 = 118,8 x 84 = 1m²

    • A1 = 84 x 59,4 = 0,5 m²

    • A2 = 59,4 x 42 =0,25 m²

    • A3 = 42 x 29,7 = 0,125 m²

    • A4 = 29,7 x 21 = 0,0625 m²

  • L'enseignant demande : A5 = ?

Annexe 3.01 [doc]

Annexe 3.02 [doc]

Alternative

  • La recherche de vocabulaire peut se faire en classe. Le devoir consisterait à la rédaction de la fiche réflexive et la recherche d'image(s) à découper, photocopier, imprimer...

Formalisation des élèves

  • Les élèves complètent la fiche d'appropriation (annexe 3.01).

  • Les élèves complètent l'annexe 3.02 (en devoir + lors de la synthèse).

Étape 2 : Émission d'hypothèses

C2.2

C5.1

  • L'annexe 3.03 (modèle) est distribuée.

  • Individuellement, les élèves imaginent un projet et le formalisent par un schéma (au crayon) sur lequel chaque matériau utilisé sera nommé (produit issu de l'île et son pendant en objet de récupération).

Annexe 3.03 [doc]

Formalisation des élèves

  • Les élèves réalisent au crayon un document construit sur base de l'annexe 3.03.

Étape 3 : Partage entre pairs

C2.3

C2.4

C2.5

C3.2

C5.1

C5.2

  • En binômes, les élèves échangent leurs avis sur leurs projets et tentent d'imaginer un projet commun.

  • Les binômes partagent ce nouveau projet avec un binôme de leur choix.

  • Chaque binôme, ainsi alimenté en réflexions, finalise son projet :

    • Réalisation d'un schéma au propre

    • Finalisation du document (annexe 3.01) → Matériaux, matériels et temps de réalisation que l'enseignant annonce

Alternative

  • Les différents projets peuvent être affichés et chaque élève devrait estimer la résistance des embarcations en les classant de celle qui résistera à un maximum de poids à celle qui coulera le plus rapidement.

Formalisation des élèves

  • Les élèves notent les remarques de leurs pairs.

  • Les élèves finalisent leur schéma avec nomenclature.

  • Les élèves complètent leur fiche d'appropriation (annexe 3.01).

Trucs et astuces

  • Les restaurants peuvent être de très bons fournisseurs de bouchons de liège.

Étape 4 : Organisation et réalisation

C2.4

C3.1

C3.3

C3.4

C5.1

  • Sur un logiciel de Mind Mapping, les élèves réalisent le mode opératoire de réalisation.

  • Les binômes réalisent leur embarcation, la teste et l'améliore jusqu'à la limite de temps imposée.

Alternative

  • Le mind mapping peut être réalisé sur une simple feuille de papier, mais dans ce cas, le document risque d'être plus brouillon.

Formalisation des élèves

  • Les binômes réalisent un mind mapping (carte heuristique).

Trucs et astuces

  • Le mind mapping, aussi appelé carte heuristique est un schéma qui permet d'organiser ses idées de façon intuitive autour d'une idée centrale

  • Le logiciel X Mind est gratuit et très intuitif. Il permet de structurer très facilement un mode opératoire, de réaliser un brainstorming, de structurer sa pensée et bien plus encore :

  • http://www.xmind.net/download/win/.

  • Lors de la première activité avec un outillage inconnu, il est important de rassembler la classe afin d'évaluer les dangers, de visualiser l'utilisation correcte du matériel ainsi que l'organisation de l'atelier.

  • En cas d'utilisation de colle à bois, il faut prévoir un temps suffisant de séchage, sous peine qu'elle se dissolve dans l'eau.

  • L'idéal est de mettre à disposition des pistolets à colle chaude.

Étape 5 : Analyse des productions

C4.1

C4.2

  • Tour à tour, les embarcations sont déposées dans un bassin d'eau et lestées d'un poids de 500g :

    • Les embarcations qui coulent sont éliminées

  • La vidéo "C'est d'la science" est projetée :

    https://www.youtube.com/watch?v=jNsgJYoXbB0

  • Les élèves tentent de définir quelle embarcation, toujours en jeu, tiendra au plus grand lestage.

  • Les embarcations sont remises à l'eau et des poids sont ajoutés :

    • Les élèves doivent calculer les poids et noter sous quelle charge chaque embarcation a chaviré.

  • Collégialement, les idées sont échangées afin de mieux comprendre les capacités de flottaison.

Formalisation des élèves

  • Les élèves additionnent les différents poids durant les tests.

Trucs et astuces

  • Il est intéressant de récupérer le matériel abandonné par les élèves pour les projets futurs.

Étape 6 : Au fil du temps et de l'eau

C2.1

C2.2

C3.1

C5.2

  • L'enseignant met à disposition une banque d'images de bateaux (annexe 3.4) et chaque binôme tire une image au hasard.

  • Chaque binôme doit rechercher (bibliothèque, ouvrages à disposition, internet, sites pertinents...) le nom de l'embarcation, son utilisation et la période où elle a existé.

  • Les binômes collent sur une feuille A4 l'image et y indiquent les renseignements récoltés.

  • Collégialement, la classe s'organise afin de réaliser, au mur, un affichage chronologique.

  • Une lecture collégiale est faite.

Annexe 3.04 [pdf]

Formalisation des élèves

  • Les binômes réalisent une affichette de l'embarcation ciblée.

Trucs et astuces

  • Une petite vidéo sur les navires du futur éditée par “France Live” :

    https://www.youtube.com/watch?v=CmAZvjmv4us

  • La situation-problème (SPT 10) "La propulsion de l'embarcation" offre la possibilité de prolonger ce défi.