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Le laboratoire STEM Jour et Nuit est une activité pratique qui enseigne aux élèves la rotation de la Terre et comment elle conduit aux modèles de jour et de nuit que nous vivons. Pour commencer, les élèves construisent un modèle en utilisant des composants du kit VEX GO, comme un moteur et un interrupteur, avec la lumière du capteur oculaire symbolisant le Soleil. Au cours de cette construction, les élèves devront faire pivoter leurs constructions pour correspondre aux instructions de construction et être invités à expliquer comment les pièces s'assemblent à l'aide de descriptions ou de gestes pour mettre en pratique leurs compétences de raisonnement spatial. Une fois la construction terminée, ils ajouteront un marqueur à leur modèle de Terre pour représenter leur propre emplacement.

Lorsqu'ils allument le moteur et que le modèle de la Terre commence à tourner, les élèves peuvent voir leur marqueur se déplacer du côté « jour », éclairé par le capteur oculaire, vers le côté « nuit », loin de la lumière. Ce modèle rend la rotation de la Terre – un concept qui peut être difficile à saisir – quelque chose qu’ils peuvent voir et comprendre. Il fournit une référence visuelle qui les aide à relier la rotation de la Terre aux changements de jour et de nuit. Cela donne également aux élèves l’occasion d’utiliser le langage spatial pour décrire la rotation de la Terre et la façon dont elle se déplace par rapport au Soleil. Au cours de cette enquête, les élèves observent également la construction pour voir comment la position de l'axe de la Terre affecte la rotation.

Dans l'étape suivante du laboratoire, les élèves approfondissent leur compréhension en explorant comment le Soleil semble se déplacer dans le ciel pendant la journée, en raison de la rotation de la Terre. Dans le laboratoire 2, ils utilisent le cerveau et VEXcode GO pour programmer leur modèle de Terre afin qu'il tourne du jour à la nuit, puis tourne à nouveau une heure à la fois. Cela leur montre le lien entre la rotation de la Terre et la position du Soleil dans le ciel. Alors qu'ils exécutent leur projet VEXcode GO, on leur demande d'observer et de décrire comment la Terre se déplace par rapport au Soleil pour comparer et contraster les deux corps planétaires. Ils utilisent également un langage directionnel pour expliquer le mouvement progressif de la Terre sur la base de leur projet VEXcode GO.

Grâce à ces activités et à la participation à un dialogue spatial, les élèves décrivent non seulement ce qu’ils observent, mais le relient également à des concepts plus larges, posent des questions, font des prédictions et établissent des liens avec des phénomènes du monde réel. Cela favorise une compréhension plus approfondie des relations spatiales impliquées dans la rotation de la Terre et de la manière dont elle influence le cycle du jour et de la nuit.

Enseigner avec la construction

Tout au long de cette unité, les étudiants seront confrontés à différents concepts d’ingénierie, de construction ou d’apprentissage basés sur l’enquête. Les laboratoires de cette unité suivront un format similaire :

• S'engager:
  • Les enseignants aideront les élèves à établir un lien personnel avec les concepts qui seront enseignés en laboratoire.
  • Les étudiants termineront la construction.
• Jouer:
  • Instruction : Expliquez l’activité/l’expérience que les élèves font. Comment devraient-ils commencer ? Quelles sont les règles ? Quels sont les critères de réussite ?
  • Modèle : Montrez un exemple de feuille de données partiellement remplie, de feuille de jeu ou une illustration de ce que le robot doit faire pendant l’activité. Rendez cette activité visible et donnez à l’enseignant des conseils sur la manière de la rendre également visible.
  • Faciliter : Les enseignants recevront des invites pour engager les élèves dans une discussion sur les objectifs de l'activité, le raisonnement spatial impliqué dans le bâtiment et comment résoudre les problèmes de résultats inattendus de leurs conceptions ou plans pour une activité. Cette discussion permettra également de vérifier que les élèves comprennent le but de l’activité et comment utiliser correctement les pièces du kit VEX GO.
  • Rappel : Les enseignants rappelleront aux élèves que leur construction, leur conception ou leur tentative d’activité ne sera pas entièrement correcte la première fois. Encouragez les itérations multiples et rappelez aux élèves que les essais et les erreurs font partie de l’apprentissage.
  • Demande : Les enseignants engageront les élèves dans une discussion qui portera sur le développement d’un état d’esprit de croissance. Voici quelques exemples : « Est-ce que quelque chose s’est mal passé ? Super! Comment pouvez-vous utiliser cette erreur pour améliorer votre conception ? » ou « Vous n’êtes pas satisfait de votre conception ? Fantastique! À qui pouvez-vous demander des commentaires pour améliorer votre conception ?
• Partager : Les étudiants ont la possibilité de communiquer leur apprentissage de multiples façons. À l’aide du tableau de choix, les élèves auront la possibilité de « s’exprimer et de choisir » la meilleure façon d’afficher leur apprentissage.

Faciliter les exemples

Animez une discussion en posant à l’élève une ou plusieurs des questions suivantes :

• Dis-moi/montre-moi ce que tu as appris jusqu'à présent
• Dis-moi ce que tu vas faire en premier
• Que veux-tu dire par ? (Formulez une question autour d'un objectif d'apprentissage pour le laboratoire STEM)
• Pourquoi penses-tu ? (Poser une question sur un phénomène observé au cours de l'expérience/activité
• Pouvez-vous expliquer cela (quelque chose qui se passe pendant l'expérience/l'activité) plus en détail ?
• Pouvez-vous me donner un exemple de _____?
• Pouvez-vous expliquer comment fonctionne le robot/la construction ? Qu'est-ce qui le fait bouger ? Qu’est-ce qui pousse une partie à effectuer cette action ?

Demander des exemples

Animez une discussion en posant à l’élève une ou plusieurs des questions suivantes :

• Fini? Avez-vous fait des efforts pour obtenir un résultat dont vous êtes fier ?
• Bloqué? Génial! Que pouvez-vous essayer ensuite ? Quelles autres voies pourraient exister ?
• Vous trouvez cela difficile ? Merveilleux! Que pratiquerez-vous pour vous améliorer ? Quelles stratégies utiliserez-vous ?
• Pas le meilleur ? Brillant! De qui pouvez-vous en apprendre davantage ?
• Fier de votre design ? Félicitations! Et ensuite ? Quels sont vos objectifs ?