(Francais) Dash et Dot: Dash Tout en vitesse (3e à 5e année)

Description

Si vous augmentez la puissance de Dash, il se déplacera plus rapidement. Mais qu'est-ce que cela signifie ? La vitesse, la durée et la distance de déplacement de Dash sont reliés. Dans cette leçon, les élèves font des essais de vitesse avec Dash, puis calculent et comparent les vitesses, les durées et la distance parcourues.

Objectifs

• Réaliser une expérience comportant des essais répétés.
• Comprendre la notion de variable de contrôle dans une expérience.
• Accroître ses connaissances sur la vitesse et comment calculer celle-ci en fonction d'une durée et d'une distance données.

Robots et accessoires

Autres accessoires

• Règle
• Ruban à mesurer
• Chronomètre
• Tableau d'enregistrement des vitesses
• Tablettes - (liste des appareils compatibles)

La vitesse par rapport à la durée et à la distance

La vitesse est partout. On la voit, on l'entend chaque jour. Demandez aux élèves des exemples de vitesse qu'ils voient et entendent autour d'eux.

• Voici quelques exemples.. Dans les transports : les automobiles, les limites de vitesse dans les rues; la nature : les animaux, le vent; les sports : une balle ou un ballon qu'on lance; l'espace : la rotation de la Terre.

Mais connaissez-vous réellement les conséquences de la vitesse ? Prenons par exemple, la limite de vitesse fixée à 40 km/h près d'une école. Quelle distance cette auto parcourra-t-elle en une heure ? Faites ces calculs avec les élèves :

• 40 km/h pendant une heure ; 40 km
• 40 km/h pendant deux heures : 80 km
• La distance sert à mesurer la vitesse. Si elle est exprimée en kilomètres, la distance parcourue doit également être en kilomètres.

La vitesse est toujours une façon d'exprimer la distance parcourue par un objet pendant une période donnée.

Si vous connaissez la distance parcourue et le temps qu'il a fallu pour parcourir cette distance alors vous pouvez calculer la vitesse :

Vitesse = Distance
_________Durée

La formule de la vitesse est la suivante : « La vitesse est égale à la distance totale parcourue divisée par le temps qu'il a fallu pour parcourir cette distance ».

Exercice pratique :

Cette image donne les résultats d'une course de vélo. Demandez aux élèves de dégager les éléments pertinents pour déterminer la vitesse à laquelle allait chaque coureur.

• Ils doivent identifier la distance parcourue et le temps enregistré par chaque coureur.
• Les élèves ne doivent pas inclure le temps record ni les chiffres inscrits sur les vélos.
• Assurez-vous que les élèves incluent les unités pour chaque quantité.
• À partir de ces renseignements, demandez aux élèves de calculer la vitesse de chaque coureur.

Par exemple, la vitesse de Julia est égale à la distance totale parcourue divisée par le temps qu'elle y a mis, soit : 100m / 28s ≈ 3,57 m/s

Les élèves peuvent utiliser une calculatrice pour déterminer la vitesse. Revoir les réponses avec les élèves.

Discutez de cette course comme dune expérience d'essais multiples (chaque coureur étant un « essai »). Dans ce cas, la variable de contrôle est la distance, soit 100 m. Discutez avec les élèves du fait que la variable de contrôle est la distance, et non pas le temps.

Les élèves doivent maintenant réaliser 2 expériences.

Hypothèses

Il faut d'abord formuler l'hypothèse décrivant le résultat attendu pour chacune des expériences. Chaque élève doit formuler ses propres hypothèses. Pour chaque expérience, les élèves doivent tenter de répondre à la question découlant de l'hypothèse et être en mesure d'expliquer leur réponse.

Expérience 1 :

Pour chaque essai, la distance sera de 100 cm. Il faut varier la vitesse à chaque essai. Mesurez alors le temps. Quelle incidence le fait de changer la vitesse aura-t-elle sur le temps requis pour chaque essai ?

• Exemple d'hypothèse : Plus la vitesse est élevée, moins il faut de temps pour couvrir une même distance; plus la vitesse est réduite, plus il faudra de temps.

Expérience 2 :

Chaque essai est dune durée de 5 secondes. Variez alors la vitesse à chaque essai. Mesurez la distance. Quelle incidence le fait de modifier la vitesse aura-t-il sur la distance parcourue en 5 secondes ?

• Exemple d'hypothèses : Plus la vitesse est élevée, plus Dash parcourra une grande distance; plus la vitesse est réduite, moins la distance sera grande.

Programmation

Utilisez l'application Blockly pour programmer Dash. Réglez les commandes pour que Dash avance, puis s'arrête lorsque l'élève le souhaite. Ces commandes peuvent être de produire un son, d'appuyer sur un bouton ou de déplacer Dot d'une façon ou d'une autre. À chaque essai, les élèves peuvent réutiliser le code et modifier la vitesse. Par exemple :

Réglez ensuite la piste de course : tracez au ruban la ligne de départ et utilisez la règle pour mesurer la distance de 100 cm. Posez le ruban à la ligne d'arrivée. Reliez les lignes de départ et d'arrivée en alignant bien le ruban au-delà de la ligne de départ.

Réaliser les essais

Pour réaliser les essais :

• Remettre à chaque troupe d'élèves un tableau pour enregistrer les vitesses.
• Placer Dash bien au-delà de la ligne de départ. S'assurer que Dash est parfaitement aligné pour être en mesure de se déplacer en parfaite ligne droite.
• Demander à un élève de chaque groupe de chronométrer l'essai, et à un autre d'annoncer le départ et l'arrivée de Dash.
• Faire démarrer Dash, puis déclencher le chronomètre lorsque Dash passe la ligne de départ.

Expérience 1 :

Arrêter le chronomètre au moment précis ou Dash passe la ligne d'arrivée. Dash aura alors franchi la distance de 100 cm à la vitesse préréglée.

Expérience 2 :

Arrêter Dash lorsque le temps prédéterminé est écoulé. Marquer l'endroit où Dash s'est arrêté et mesurer la distance parcourue.

• Sur le tableau pour enregistrer la vitesse, enregistrer pour chacun des essais la distance réellement parcourue et le temps que cela a pris. Les élèves décident des unités de mesure utilisées pour le temps et la distance, mais ces unités de mesures doivent être les mêmes tout au long des essais.
• Répéter chaque essai de vitesse plusieurs fois afin de s'assurer de l'exactitude des résultats. À chaque essai, bien replacer Dash au-delà de la ligne de départ.

Tableau d'enregistrement de la vitesse

Quelle est la vitesse de Dash ?

Revoir avec les élèves la formule de la vitesse, soit la distance divisée par le temps.

Pour chaque essai, demander aux élèves de calculer la vitesse de Dash et de l'inscrire sur le tableau d'enregistrement de la vitesse.

• S'il y a lieu, écrire au tableau la formule de la vitesse.
• S'assurer que les élèves utilisent les unités de mesure dans leurs réponses.
• Les élèves peuvent utiliser une calculatrice et arrondir les chiffres à la centaine la plus proche.

Demander aux élèves de résumer les données recueillies et de comparer les différents réglage de vitesse de Dash dans un rapport de recherche. Demander aux élèves d'y inclure :

• Leurs hypothèses
• La méthode de recherche qu'ils ont utilisée
• L'analyse des données, dont :
  • Expliquez les aberrations s'il y a lieu et les raisons pour lesquelles elles doivent être rejetées (p. ex. : un participant était distrait, ou Dash a percuté un obstacle ou une roue de Dash a bloqué, ce qui l'a fait dévier de sa route)
Note :
• Il peut y avoir de légères différences en raison du fait que les roues de Dash se seraient bloquées ou auraient dévié.
• Si les élèves n'ont pas aligné parfaitement Dash à chaque essai, la distance parcurue pourrait varier légèrement.
• Le choix du temps des essais pour représenter la vitesse de Dash
  
  • Une fois les aberrations enlevées des résultats, toute sélection devrait fonctionner, mais les élèves doivent expliquer leur choix (p. ex. : les élèves peuvent décider de prendre la vitesse la plus fréquente, ou alors la vitesse moyenne).
• La valeur de contrôle, ou valeur constante qui ne change pas au fil des essais
  • Comment la variable de contrôle permet-elle de tirer de conclusions sur les autres éléments mesurés ?
• Toutes les conclusions tirées par les élèves, y compris les réponses aux questions suivantes :
  • Comment les données recueillies se comparent-elles aux hypothèses formulées ?
  • Quelles sont les différences entre les réglages de vitesse de Dash ?
  • Quelles sont les différences entre la distance, le temps et la vitesse ?

Si le temps le permet, demander à quelques élèves de présenter au reste de la classe les résultats de leurs essais et leurs conclusions. Ayez une discussion dirigée avec la classe pour tirer des conclusions sur les réglages de la vitesse de Dash et assurez-vous de discuter des différences dans les données recueillies par chaque groupe.

Gros plan - Rubrique d'évaluation de Dash

Utiliser pour évaluer les élèves.

Grade 4-5 - Applied Design, Skills, and Technologies

Content

Students are expected to use the learning standards for Curricular Competencies from Applied Design, Skills, and Technologies 4–5 in combination with grade-level content from other areas of learning in cross-curricular activities to develop foundational mindsets and skills in design thinking and making

Curricular Competencies

• Use materials, tools, and technologies in a safe manner, and with an awareness of the safety of others, in both physical and digital environments
• Use familiar tools and technologies to extend their capabilities when completing a task
• Choose appropriate technologies to use for specific tasks
• Demonstrate a willingness to learn new technologies as needed

Grade 5 - Mathematics

Content

• one-step equations with variables
• duration, using measurement of time
• rules for increasing and decreasing patterns with words, numbers, symbols, and variables

Curricular Competencies

• Use technology to explore mathematics
• Develop, demonstrate, and apply mathematical understanding through play, inquiry, and problem solving
• Visualize to explore mathematical concepts
• Develop and use multiple strategies to engage in problem solving
• Engage in problem-solving experiences that are connected to place, story, cultural practices, and perspectives relevant to local First Peoples communities, the local community, and other cultures

Grade 3 - Mathematics

Number Sense and Numeration

– represent, compare, and order whole numbers to 1000, using a variety of tools (e.g., base ten materials or drawings of them, number lines with increments of 100 or other appropriate amounts);

– add and subtract three-digit numbers, using concrete materials, student generated algorithms, and standard algorithms;

– multiply to 7 x 7 and divide to 49 ÷ 7, using a variety of mental strategies (e.g., doubles, doubles plus another set, skip counting).

– round two-digit numbers to the nearest ten, in problems arising from real-life situations;

Measurement

– estimate, measure, and record length, height, and distance, using standard units

– compare standard units of length (i.e., centimetre, metre, kilometre) (e.g., centimetres are smaller than metres), and select and justify the most appropriate standard unit to measure length;

Grade 4 - Mathematics

Number Sense and Numeration

– compare and order fractions (i.e., halves, thirds, fourths, fifths, tenths) by considering the size and the number of fractional parts

– compare fractions to the benchmarks of 0, 1/2 and 1

– add and subtract two-digit numbers, using a variety of mental strategies

– add and subtract decimal numbers to tenths, using concrete materials

– multiply to 9 x 9 and divide to 81 ÷ 9, using a variety of mental strategies

– multiply two-digit whole numbers by one-digit whole numbers, using a variety of tool

– divide two-digit whole numbers by one digit whole numbers, using a variety of tools

– round four-digit whole numbers to the nearest ten, hundred, and thousand, in problems arising from real-life situations;

Measurement

– estimate, measure, and record length, height, and distance, using standard units

– describe, through investigation, the relationship between various units of length

Grade 5 - Math

Number Sense and Numeration

– represent, compare, and order whole numbers and decimal numbers from 0.01 to 100 000, using a variety of tools

– demonstrate an understanding of place value in whole numbers and decimal numbers from 0.01 to 100 000, using a variety of tools and strategies

– represent, compare, and order fractional amounts with like denominators, including proper and improper fractions and mixed numbers, using a variety of tools (e.g., fraction circles, Cuisenaire rods, number lines) and using standard fractional notation;

– count forward by hundredths from any decimal number expressed to two decimal places, using concrete materials and number lines

– solve problems involving the addition, subtraction, and multiplication of whole numbers, using a variety of mental strategies

– add and subtract decimal numbers to hundredths, including money amounts, using concrete materials, estimation, and algorithms

– multiply two-digit whole numbers by two-digit whole numbers, using estimation, student-generated algorithms, and standard algorithms;

– divide three-digit whole numbers by one-digit whole numbers, using concrete materials, estimation, student-generated algorithms, and standard algorithms;

– multiply decimal numbers by 10, 100, 1000,and 10 000,and divide decimal numbers by 10 and 100, using mental strategies (e.g., use a calculator to look for patterns and generalize to develop a rule);

– determine and explain, through investigation using concrete materials, drawings, and calculators, the relationship between fractions

Measurement

– select and justify the most appropriate standard unit (i.e., millimetre, centimetre, decimetre, metre, kilometre) to measure length, height, width, and distance, and to measure the perimeter of various polygons;

– solve problems requiring conversion from metres to centimetres and from kilometres to metres

Grade 4-5 - Science

Plan and Perform

204-3 state a prediction and a hypothesis based on an observed pattern of events

205-1 carry out procedures to explore a given problem and to ensure a fair test of a proposed idea by controlling major variables

205-5 make observations and collect information relevant to a given question or problem

Analyze and Explain

206-2 compile and display data, by hand or by computer, in a variety of formats including frequency tallies, tables, and bar graphs

Grade 4 - Mathematics

Number

SCO: N7: Demonstrate an understanding of division (1-digit divisor and up to 2-digit dividend) to solve problems by:

- using personal strategies for dividing with and without concrete materials

- estimating quotients

- relating division to multiplication.

Patterns and Relations

SCO: PR5: Express a given problem as an equation in which a symbol is used to represent an unknown number.

PR6: Solve one-step equations involving a symbol to represent an unknown number.

Grade 3 – Mathematics

Number

12. Demonstrate an understanding of division (limited to division related to multiplication facts up to 5 × 5) by:

• representing and explaining division using equal sharing and equal grouping
  
• creating and solving problems in context that involve equal sharing and equal grouping
• modelling equal sharing and equal grouping using concrete and visual representations, and recording the process symbolically
  
• relating division to repeated subtraction
  
• relating division to multiplication.
  

SHAPE AND SPACE (Measurement)

2. Relate the number of seconds to a minute, the number of minutes to an hour and the number of days to a month in a problem-solving context.

3. Demonstrate an understanding of measuring length (cm, m) by:

• selecting and justifying referents for the units cm and m
  
• modelling and describing the relationship between the units cm and m
  
• estimating length, using referents
  
• measuring and recording length, width and height. [C, CN, ME, PS, R, V]
  

STATISTICS AND PROBABILITY (Data Analysis)

1. Collect first-hand data and organize it using:

• tally marks
  
• line plots
  
• charts
  
• lists to answer questions. [C, CN, PS, V] [ICT: C4–1.3]

Grade 3 (Division 1) - Information and Communication Technology

Foundational Operations, Knowledge and Concepts

F1 - 1.2 apply terminology appropriate to the technologies being used at this division level

F1 - 1.3 demonstrate an understanding that the user manages and controls the outcomes of technology

F3 - 1.3 demonstrate appropriate care of technology equipment

F3 - 1.4 recognize and acknowledge the ownership of electronic material

F6 - 1.1 perform basic computer operations, which may vary by environment, including powering up, inserting disks, moving the cursor, clicking on an icon, using pull-down menus, executing programs, saving files, retrieving files, printing, ejecting disks and powering down