Espace vivant - Aperçu de la conception pédagogique

Education Services / L’équipe des services d’éducation
11 September 2018

Espace vivantExploration de l'espaceStation spatiale internationaleVol spatial habitéEnvironnementContributions canadiennes

Above: Image © lsannes, iStockphoto.com

Vue d’ensemble

Le présent projet d’action donne aux enseignants la possibilité d’allier sciences et programmation de façon unique et motivante durant l’année scolaire 2018-2019 et coïncide avec la mission de l’astronaute canadien David Saint-Jacques. En y participant, les élèves examineront comment les conditions environnementales influent sur la santé mentale et physique et détermineront lesquelles sont optimales. Ils apprendront aussi à programmer des microcontrôleurs, à communiquer leurs résultats et à prendre des décisions fondées sur la recherche et l’analyse de données.

Contexte

À la fin de 2018, l’astronaute canadien David Saint-Jacques vivra dans les conditions environnementales propres à la Station spatiale internationale (SSI). Les séjours d’êtres humains dans l’espace se prolongeant au fil des ans, il devient de plus en plus important de comprendre les impacts de facteurs comme la température, l’humidité et le taux de dioxyde de carbone sur leur santé et leur bien-être. Les conditions dans la Station sont surveillées de près par une équipe sur Terre, grâce à des technologies de détection qui peuvent les avertir en cas de changements pouvant représenter un danger. Ces capacités de surveillance sont essentielles non seulement à bord de la SSI, mais aussi sur Terre et peut-être, sait-on jamais, au sein d’une éventuelle colonie sur Mars!

Subjects/Skills

  • Sujets visés: sciences spatiales, sciences environnementales, informatique
  • Compétences clés du 21e siècle: pensée critique, collaboration, communication, pensée créative
  • Notions en pensée computationnelle: Entrées & sorties, séquences, événements, répétitions, éléments conditionnels, variables, données
  • Pratiques en pensée computationnelle: raisonnement algorithmique, observation de régularités, décomposition, abstraction

Objectifs d’apprentissage

  • Connaître les apports canadiens à la recherche spatiale.
  • Comprendre les effets de facteurs environnementaux sur la santé physique et mentale tant sur Terre, que dans l’espace.
  • Prendre des décisions fondées sur des données en ce qui a trait aux conditions environnementales de classe.
  • Communiquer de l’information sur le projet en employant un modèle numérique.

Activités d’apprentissage

  • En savoir plus sur David Saint-Jacques et sa mission de 2018-2019 à bord de la SSI.
  • Collecter des données sur les environnements intérieurs.
  • Se servir d’un langage à base de blocs (MakeCode) pour programmer des appareils.
  • Collecter, enregistrer, télécharger et analyser des données sur les conditions environnementales en classe et à bord de la SSI.
  • Mettre au point un plan d’amélioration de l’environnement de classe axé sur des objectifs SMART (spécifiques, mesurables, atteignables, réalistes, temporels).
  • Présenter les résultats du projet grâce à des outils numériques.

Idée principale

Comme nous aspirons à étendre nos initiatives d’exploration et de vie dans l’espace en allant toujours plus loin et en y restant toujours plus longtemps, il importe que nous sachions comment surveiller et atténuer les impacts de facteurs environnementaux sur la santé humaine.

Activité préparatoire 1: Introduction au projet

Les élèves visionneront une vidéo mettant en vedette David Saint-Jacques qui explique comment les conditions environnementales à bord de la Station spatiale internationale (SSI) influent sur la santé mentale et physique des astronautes. Ensuite, les élèves rempliront des questionnaires individuels sur les conditions intérieures de leur salle de classe, puis ils se familiariseront avec le micro:bit et seront initiés à la plateforme de programmation en ligne MakeCode.

Durée suggérée: Science 40 minutes; Programmation 30 -50 minutes

Ressources pour l’enseignant

  • Activité préparatoire 1 - plan de leçon
    [.pdf]

  • Vidéo de présentation
    [sur CurioCité]

  • micro:bit Safety Guide for Educators
    [.pdf]

Procédures

  • Activité préparatoire 1: Guided Materials 
    [.pdf]

  • micro:bit Quick Start Instructions
    [.pdf]

  • Basic Heart Animation Walkthrough
    [Video on CurioCity]

  • Uploading from micro:bit to Google Chrome
    [Video on CurioCity]

  • Uploading from micro:bit to Microsoft Edge
    [Video on CurioCity]

Ressources pour les élèves

  • FR AP1.1: Billet d’entrée
    [.doc] [.pdf]

    • 1 per student

  • FR AP1.2: Vivre à bord de la SSI
    [.doc] [.pdf]

    • 1 per student

  • FR AP1.3: Questionnaire sur les conditions de la salle de classe
    [.doc] [.pdf]

    • 1 per student

  • micro:bit Safety Guide for Students
    [.pdf]

Activité préparatoire 2: Compréhension des environnements intérieurs

Les élèves participeront à une activité de collecte d’information en vue de mieux comprendre comment les différentes conditions environnementales intérieures influent sur la santé physique et mentale. Ils apprendront également comment programmer un accéléromètre afin de créer un podomètre et de comprendre le rôle des capteurs à bord de la Station spatiale internationale (SSI).

Durée suggérée: Science 30 minutes; Programmation 30 - 50 minutes

Ressources pour l’enseignant

  • Activité préparatoire 2 - plan de leçon
    [.pdf]

  • FR AP2: Solutionnaire
    • [.pdf]

Procédures

  • Activité préparatoire 2: Procédures 
    [.pdf]

Ressources pour les élèves

  • FR AP2: Compréhension des environnements intérieurs
    • [.doc][.pdf]

    1 per student

  • Le dioxyde de carbone sur Terre et dans la SSI (Fiche d’information CurioCité)
    [html] [.pdf]

  • La température sur Terre et dans la SSI (Fiche d’information CurioCité)
    [html] [.pdf]

  • L’humidité sur Terre et dans la SSI (Fiche d’information CurioCité)
    [html] [.pdf]

Activité préparatoire 3: Programmation et utilisation de capteurs pour prendre des mesures

Students will apply the computational concept of variables in order to code and use the temperature sensor on the micro:bit. At this time, they will also learn how to set up and use the class sensor array.

Durée suggérée: Science 10 - 20 minutes; Coding 20 - 40 minutes

Ressources pour l’enseignant

  • Minds-On 3 Lesson Plan
    [.pdf]

Procédures

  • Minds-On 3 Guided Materials
    [.pdf]

    • 1 per student

  • Sensor Array Set-up Instructions
    [.pdf]

  • Minds-On 3 Guided Materials: Sensor Array Coding Level 1 
    [.pdf]

  • Minds-On 3 Guided Materials: Sensor Array Coding Level 2 (Optional) 
    [.pdf]

  • Minds-On 3 Guided Materials Extension 1: Temperature Display (Optional) 
    [.pdf]

    • 1 per student

  • Minds-On 3 Guided Materials Extension 2: Send and Receive Temperature Data (Optional) 
    [.pdf]

    • 1 per student

  • micro:bit Thermometer Walkthrough
    [Video on CurioCity]

  • Sensors set-up Level 1 Walkthrough
    [Video on CurioCity]

  • Sensors set-up Level 2 Walkthrough
    [Video on CurioCity]

  • micro:bit Extension 1: Temperature Display Walkthrough
    [Video on CurioCity] (Optional)

  • micro:bit Extension 2: Temperature Send and Receive Walkthrough
    [Video on CurioCity]

Ressources pour les élèves

  • BLM M3.1: Calibration Activity (Optional)
    [.doc] [.pdf]

    • 1 per student

  • BLM M3.2: Calibrating a Temperature Sensor (Optional)
    [.doc] [.pdf]

    • 1 per student

Appel à l’action 1: Collecte et organisation de données sur les conditions environnementales

Students will collect, record and upload data about the environmental conditions in their classroom and the ISS into a national database. They will then download and graph the data.

Durée suggérée: 40 minutes plus time for data collection

Ressources pour l’enseignant

  • Action 1 Lesson Plan 
    [.pdf]

Procédures

  • Action 1 Guided Materials 
    [.pdf]

Ressources pour les élèves

  • BLM A1.1: Data Collection Form (optional)
    [.doc] [.pdf]

  • BLM A1.2: Blank Graph Template
    [.doc] [.pdf]

    • 3 per student

Appel à l’action 2: Amélioration des conditions dans la classe

In this part of the project, students will develop an action plan for improving classroom conditions based on their data analysis as well as collect, record, upload and download data about their modified classroom environment to understand if it was improved.

Durée suggérée: 60 minutes plus time for data collection

Ressources pour l’enseignant

  • Action 2 Lesson Plan 
    [.pdf]

Ressources pour les élèves

  • BLM A1.1: Data Collection Form (optional)
    [.doc] [.pdf]

  • BLM A2: Action Plan Template
    [.doc] [.pdf]

    • 1 per group

  • Graphs from Action 1

CONSOLIDATION: Analyse et communication de données: dresser le portrait

Students will analyze and communicate conclusions about the data gathered through the project using a digital format. Supplemental/alternative tasks are included in the Extensions section.

Durée suggérée: 30 minutes plus time for group work

Ressources pour l’enseignant

  • Consolidation Lesson Plan 
    [.pdf]

  • Temperature in the Classroom: Code Explained
    [.pdf]

Ressources pour les élèves

  • BLM C1.1: Scratch Project Assignment (Extension 1) 
    [.doc] [.pdf]

    • 1 per student (Optional)

  • BLM C1.2: Scratch Project Rubric (Extension 1)
    [.doc] [.pdf]

    • 1 per student (Optional)

  • Scratch Tips and Hints (Extension 1)
    [.pdf]

    • 1 per student (Optional)

  • BLM C1.3: Model Life Support System Assignment (Extension 2)
    [.doc] [.pdf]

    • 1 per student (Optional)

  • BLM C1.4: Design & Build Template (Extension 2)
    [.doc] [.pdf]

    • 1 per student (Optional)

Education Services / L’équipe des services d’éducation

This content is provided through Let's Talk Science's Education Services team.

Ce contenu est fourni par l'équipe des services d'éducation de Parlons sciences.