La Terre et l'espace
Il est difficile de résister à l'attrait de l'exploration spatiale: nous aimerions bien savoir ce qui se passe en dehors de notre planète. On a déjà eu un aperçu des mondes extraterrestres grâce à la radioastronomie, au projet SETI, aux missions Apollo, Soyuz, Skylab, aux navettes spatiales et aux sondes Venera, Pioneer, Voyager et Mariner. On traite dans cette unité de la question de la structure de l'espace, des caractéristiques des objets stellaires et planétaires et des recherches sur ces phénomènes.
Cette unité prolonge l'unité de 6e année sur l'exploration spatiale. On recommande aux enseignants et enseignantes de lire les grandes lignes de l'unité de 6e année, page 632 du document Sciences: programme d'études pour l'élémentaire, et d'évaluer les notions que possèdent déjà les élèves selon les objectifs de l'unité avant de procéder à la planification de cette unité.
La rédaction scientifique, comme on le voit à la page 2 du document Sciences Programme d'études pour l'intermédiaire, doit être intégrée dans chaque leçon. Le fait d'écrire son journal, de lire des journaux et de faire des rapports sur des activités de sciences ne constituent que trois stratégies pour mieux comprendre les concepts scientifiques et apprendre à mieux communiquer par l'écriture.
Le défi-sciences décrit à la page 3 du document Sciences Programme d'études pour l'intermédiaire, a pour but d'étoffer la créativité et le raisonnement critique des élèves dans le cadre des concepts scientifiques étudiés. Ce défi vise à permettre à chaque élève d'étudier un domaine de manière plus approfondie qu'il n'est possible de le faire en classe ou en groupe. Le défi-sciences est une stratégie essentielle pour introduire la pédagogie différenciée (dimension adaptation) en classe et inciter à l'apprentissage autonome. Beaucoup des activités suggérées plus loin dans cette unité peuvent jouer le rôle d'un défi-sciences.
3e année
6e année
L'exploration spatiale, l'atmosphère terrestre, la radioastronomie, une navette spatiale, un objet stellaire, un objet planétaire, le système solaire, la rotation de la terre, le mouvement rétrograde des planètes, une étoile, une astronaute, l'espace interstellaire, l'inclinaison de la Terre, l'orbite, la latitude, la longitude, le tropique du Cancer, le tropique du Capricorne, l'astronomie, un télescope, une unité astronomique, une constellation.
| A1
A6 B5
C3
D6
E1
F3
G3
| publique/privée
probabiliste la perception
l'observation et la description
les ressources pour la science et la technologie
savoir se servir d'instruments grossissants
la recherche des données et de leur signification
continuer d'étudier
|
1.Comprendre le mouvement du système solaire
| 1.1 | Décrire comment la rotation de la Terre produit le jour et la nuit |
| 1.2 | Expliquer pourquoi les jours n'ont pas la même longueur en été qu'en hiver |
| 1.3 | Expliquer pourquoi, dans l'hémisphère Nord, on ressent plus la chaleur du soleil en été qu'en hiver |
| 1.4 | Comparer la vitesse et la longueur de l'orbite des planètes |
| 1.5 | Expliquer le mouvement rétrograde des planètes dans le ciel |
| 1.6 | Identifier les planètes Vénus, Jupiter et Mars |
2.Reconnaître les conditions qui régissent la vie dans l'espace
| 2.1 | Étudier les expériences physiologiques et psychologiques des astronautes et des cosmonautes dans les programmes Skylab et Spacelab |
| 2.2 | Faire une recherche sur les échecs et les succès du programme de navettes spatiales |
| 2.3 | Calculer le temps que prendraient les navettes spatiales pour atteindre la Lune, Mars, Jupiter et les limites du système solaire |
| 2.4 | Étudier comment on traite de l'exploration spatiale dans les romans de science-fiction |
3.Réfléchir aux voyages interstellaires
| 3.1 | Déterminer comment on calcule la distance de la Terre aux planètes |
| 3.2 | Examiner la répartition des étoiles dans le ciel |
| 3.3 | Identifier les divers types d'objets et de groupes d'objets dans l'espace interstellaire |
4.Donner aux élèves l'occasion de participer activement à la prise de décision concernant l'exploration spatiale (TEC)
| 4.1 | Trouver d'autres solutions aux innovations technologiques dans l'étude de l'espace |
| 4.2 | Débattre si on doit appuyer ou non l'exploration spatiale |
| 4.3 | Examiner la place de la science et de la technologie spatiales dans les sciences, en Amérique du Nord |
| 1. | Construire un modèle réduit qui montre l'inclinaison de la
Terre par rapport au plan de son orbite. Employer ce modèle pour
démontrer pourquoi il fait plus chaud en été qu'en hiver
dans l'hémisphère Nord. S'en servir pour expliquer la raison
pour laquelle le tropique du Cancer est à 23o de latitude
Nord et le Cercle polaire à 67o de latitude Nord. Expliquer
aux élèves la raison pour laquelle il fait jour pendant 24
heures durant l'été au nord du Cercle polaire, et la raison
pour laquelle il fait nuit pendant 24 heures au même endroit durant
l'hiver. Pourquoi le Soleil se lève-t-il au sud-est pendant l'hiver,
à l'est au printemps et à l'automne, et au nord-est pendant
l'été? Est-ce le Soleil qui change d'endroit? Expliquer ces
événements à ses pairs à l'aide de son modèle.
Facteurs: A1, B5, B10, B14, B15, B16, B17, B21, B24, B25, C2, C3, C8, C13, C18, D8, E6, F3, F7. Objectifs: 1.1, 1.2, 1.3. Méthodes d'enseignement: apprentissage coopératif, centres d'apprentissage, enseignement mutuel, discussion, démonstrations Méthodes d'évaluation: évaluation de groupe, fiches anecdotiques, présentations |
| 2. | Débattre de la question suivante: «Le développement
de la navette spatiale a-t-il été profitable aux humains?»
Diviser la classe en deux groupes. Un groupe défend le pour, et l'autre
groupe, le contre. Leur recherche doit être faite par écrit
et mentionner leurs sources d'information. Les élèves peuvent
utiliser les notes qu'ils ont prises pendant le débat.
Facteurs: A1, B19, B20, C2, C4, C19, D2, D6, D8, G3.
Objectifs: 2.2, 4.1, 4.2, 4.3.
Méthodes d'enseignement: débat, enquête, discussion, entrevues, enseignement mutuel
Méthodes d'évaluation: fiches anecdotiques, grilles d'observation, échelles d'appréciation, évaluation de la performance |
| 3. | Organiser un club d'astronomie à l'école. Parmi les
activités du club, il pourrait y avoir: écrire une lettre pour
demander de la documentation sur des sujets astronomiques, construire des
télescopes, construire des modèles réduits afin d'expliquer
l'exploration spatiale, observer les étoiles, communiquer avec d'autres
groupes intéressés par l'astronomie, planifier des excursions
et inviter des experts. Le club pourrait faire part de ses activités
aux autres membres de la classe ou à d'autres élèves
de l'école.
Facteurs: A1, C2, C4, C12, C13, C15, D2, D7, F1, F3, G3, G7.
Objectifs: 2.1, 2.2, 2.4, 3.2, 3.3, 4.1, 4.2, 4.3.
Méthodes d'enseignement: discussion, excursions, apprentissage coopératif Méthodes d'évaluation: fiches anecdotiques, grilles d'observation |
| 4. | Construire un modèle pour démontrer pourquoi Vénus
apparaît près du Soleil de bonne heure le matin et pourquoi,
en début de soirée, elle est comme une étoile, très
basse dans le ciel. Pourquoi est-ce qu'on ne voit jamais Vénus au
milieu de la nuit et haut dans le ciel?
Facteurs: B5, B11, B15, C13, E3, F1, F3, G1. Objectifs: 1.4, 1.5, 1.6, 3.2, 3.3. Méthodes d'enseignement: centres d'apprentissage, démonstrations, enquête, expériences
Méthodes d'évaluation: travaux écrits, évaluation individuelle, présentations |
| 5. | Calculer le temps nécessaire aux navettes spatiales d'aujourd'hui
pour se rendre sur (a) la Lune, (b) Mars, (c) Jupiter, (d) à
l'extrémité du système solaire. De tels voyages comportent
certaines complications. Quelles sont-elles? Dresser une liste.
Facteurs: A6, B8, B11, B19, B21, B25, C7, C8, C9, C10, C17,D6, D8, E6, E8, E13, F3, F6, G1, G2, G6, G7, G8, G9. Objectifs: 1.4, 1.5, 1.6, 2.1, 2.2, 2.3, 3.1, 4.1, 4.2, 4.3.
Méthodes d'enseignement: centres d'apprentissage, projets de recherche, enquête
Méthodes d'évaluation: devoirs, travaux écrits |
| 6. | En utilisant le tableau ci-dessous, créer un modèle à
l'échelle en tenant compte des distances et des diamètres des
différentes planètes. Les élèves ont la
responsabilité de déterminer une échelle qui permettra
au modèle d'être bien visible, une fois exposé dans la
classe.
Distance moyenne au Soleil et diamètre des planètes
Utiliser de la ficelle pour représenter la distance (à l'échelle) entre chacune des planètes et le Soleil. La distance de Pluton au Soleil vous aidera à choisir une échelle qu'on pourrait afficher dans la salle de classe. Utiliser les unités astronomiques (U.A.) afin de créer son échelle. N.B. 1 U.A.= la distance moyenne de la Terre au Soleil (149 600 000 km). Demander aux élèves de créer une échelle afin de représenter le diamètre des planètes. Utiliser Jupiter, la plus grosse planète, pour créer son échelle. Les diamètres ont été simplifiés dans le tableau ci-dessus. Les diamètres actuels peuvent être utilisés. Quel serait le diamètre du Soleil si on utilisait une échelle de 10 pour le diamètre de la Terre? Pourquoi avons-nous inclus la planète X dans le tableau? Nous avons utilisé deux échelles différentes pour représenter la distance moyenne des planètes au Soleil et leur diamètre. Demander aux élèves de calculer la grandeur des planètes si on utilisait la même échelle que pour les distances. |
| 7. | Dans l'activité précédente, le nombre représentant la distance du Soleil à Neptune est 29,99 unités astronomiques et le nombre représentant la distance du Soleil à Pluton est 39,37 unités astronomiques. L'orbite de Pluton coupe l'orbite de Neptune; à un moment donné, Pluton est donc plus proche du Soleil que Neptune. Mais en fait, Neptune est plus proche du Soleil le reste du temps. Comment les scientifiques ont-ils pu calculer la distance de Neptune au Soleil et de Pluton au Soleil? |
| 8. | Le nom des planètes vient des Romains. Montrer comment le nom des planètes explique leurs caractéristiques. Qui était le dieu romain Mercure? Pourquoi ce nom a-t-il été donné à la planète? Continuer à étudier le nom des planètes et des constellations afin de créer un réseau d'informations intéressantes concernant les corps célestes. Afficher les informations au babillard ou les partager avec d'autres classes sous forme de présentations orales ou écrites. |
| 9. | Où est située l'étoile Polaire? Pourquoi l'étoile Polaire était-elle importante pour les Amérindiens de l'Amérique du Nord? L'étoile Polaire est décrite parfois comme faisant partie de la constellation de la Grande Ours, parfois comme faisant partie de la constellation du Grand Chariot. Est-ce qu'une étoile peut faire partie de deux constellations en même temps? |
| 10. | Faire une recherche sur la construction et l'utilisation des cercles de l'Esprit des Amérindiens de l'Amérique du Nord. Sur quelles étoiles ou constellations ces constructions s'alignaient-elles? Pourquoi cette information était-elle importante pour les Amérindiens? |
| 11. | Observer la position de la Lune pendant un mois. Utiliser un point fixe comme la cheminée ou le toit d'une maison et prendre en note ses observations au même endroit tous les soirs. Noter les changements que vous observez. Tracer le trajet et la position de la Lune. Après un mois, examiner ses notes et tirer des conclusions. |
| 12. | Pourquoi observons-nous la pleine lune seulement quand la Lune se lève et le Soleil se couche? Qu'est-ce qu'une lune bleue? Pourquoi la Lune semble-t-elle très proche et très grosse, et même rouge, à certains moments de l'année? |
| 13. | Créer un instrument pour mesurer le diamètre de la Lune quand elle se lève. Comparer cette donnée au diamètre de la Lune quand elle est haute dans le ciel. Expliquer les différences entre les deux diamètres. |
| 14. | Lire des articles sur la Terre et l'espace. Choisir des articles qui mettent en évidence des femmes scientifiques (p. ex. Roberta Bondar), des scientifiques d'origine ethnique minoritaire ou des personnes souffrant d'incapacités qui font carrière dans les sciences. Avant de lire l'article, faire des activités de préparation à la lecture. Faire la lecture à haute voix si l'article s'y prête. Voir «Méthodes d'enseignement et stratégies d'apprentissage pour la langue seconde», page 25 du document Sciences Programme d'études pour l'intermédiaire. |
| 15. | En regardant le ciel en janvier, vous voyez la constellation Orion. Décrire sa position. Pourquoi est-ce que cette information est importante? Pourquoi est-ce qu'Orion n'est pas visible dans le ciel l'été? |
| 16. | La lumière se déplace à une vitesse de 299 341 km
par seconde. Cela veut dire qu'en uneseconde, la lumière parcourt
299 341 km. Calculer la distance parcourue par la lumière en une minute
(60 secondes), en une heure (60 x 60 secondes), en une journée (24
x 60 x 60 secondes) et en une année (365 x 24 x 60 x 60). Le dernier
calcul indique la distance parcourue par la lumière dans une
année-lumière. La distance de la Terre au Soleil étant
de 149 670 480 km, demander aux élèves de calculer le temps
que la lumière du Soleil met pour atteindre la Terre.
149 670 480 km (distance Terre-Soleil).
Réponse: à peu près 8 minutes 20 secondes. Calculer le temps nécessaire pour que (a) la lumière fasse le tour de la Terre;
|
| 17. | Imaginer que vous êtes dans le vaisseau spatial Galactika en 2075. Pendant votre voyage, vous écrivez quotidiennement vos expériences dans votre journal de bord scientifique. Rechercher l'information nécessaire pour décrire vos expériences. Décrire la Terre vue de l'espace, les corps célestes que vous voyez ainsi que les planètes que vous rencontrez dans votre voyage. |
| 18. | Fabriquer un jeu du style de Quelques arpents de piègesmd en utilisant comme références le système solaire. Demander à chaque élève de préparer 5 questions portant sur le système solaire. Les questions doivent être écrites sur de petites cartes que l'enseignant ou l'enseignante aura découpées. La question doit être écrite sur un côté de la carte et la réponse à l'endos. Les élèves peuvent jouer dans la salle de classe ou inviter une autre classe à jouer avec eux. Chaque élève doit se spécialiser dans un thème donné afin d'éviter des questions semblables. |