Les structures et les matériaux de la nature

Durée de travail estimée

Prérequis

Avoir complété les activités en lien avec Quels matériaux utilise-t-on pour fabriquer les objets?, Les propriétés des matériaux et Les attaches.

Attente(s)

A1. utiliser une démarche de recherche, une démarche expérimentale et un processus de design en ingénierie pour effectuer des recherches et des expériences ainsi que pour résoudre des problèmes, tout en respectant les consignes de santé et de sécurité.

D2. démontrer sa compréhension du fait que les objets, y compris les structures, ont des caractéristiques observables et que les matériaux utilisés dans leur fabrication ont des propriétés précises qui déterminent leur utilisation.

Contenu(s) d’apprentissage

A1.3 utiliser un processus de design en ingénierie et les habiletés connexes pour concevoir, construire et tester des dispositifs, des modèles, des structures et/ou des systèmes.

D2.4 décrire des caractéristiques observables de divers objets de la vie quotidienne, y compris des structures, en se servant de l’information qualitative perçue par ses sens.

D2.8 reconnaître les substances d’origine naturelle dans les matériaux couramment utilisés pour fabriquer divers objets, y compris des structures.

Déroulement et directives

1. Faire un retour sur l’histoire des trois petits cochons, vue lors des activités précédentes. Poser des questions à l’élève en lien avec cette histoire afin qu’elle ou il se remémore l’histoire.

Mentionner à l’élève qu’il y a une histoire différente des trois petits cochons. Lire le texte en fichier joint Les trois cochonnets. Il s’agit d’une version modifiée de l’histoire des trois petits cochons.

Après la lecture, questionner l’élève pour s’assurer de sa compréhension :

• Pourquoi penses-tu que la maison de paille ne s’est pas écroulée? (Parce qu’il y avait de la boue mélangée avec la paille, ce qui l’a rendue plus solide.)
• Qu’y a-t-il de différent entre l’histoire connue des trois petits cochons et celle des trois cochonnets? (Les matériaux de construction utilisés.)
• D’après toi, d’où viennent les matériaux qui sont utilisés pour la construction des structures? D’où vient le bois, la styromousse et la paille utilisés par les cochonnets?

Expliquer à l’élève qu’il y a des matériaux fabriqués dans une usine par les humains comme la styromousse et qu’il y a des matériaux qui proviennent directement de la nature comme le bois (tronc d’arbre) ou la paille (tige de graminées).

2. Faire la lecture d’introduction de l’affiche Les attaches et les structures dans l’environnement. Inviter à l’élève à réaliser l’activité qui consiste à observer l’illustration et à trouver des objets et structures fabriqués par les humains ou qui proviennent de la nature.

Lorsqu’elle ou il a terminé, dresser une liste des structures et des objets trouvés. Vous trouverez cette liste en fichier joint Liste des structures et objets.

3. Suite à l’activité précédente, proposer à l’élève de réaliser à l’aide de pâte à modeler des structures provenant de la nature et des structures fabriquées par les êtres humains qu’elle ou il pourrait ajouter à cette illustration.

4. Présenter à l’élève un crayon à mine principalement composé de bois, de graphite (la mine), de caoutchouc (la gomme à effacer) et de métal (la rondelle qui relie la gomme à effacer à la partie en bois).

Questionner l’élève :

• Comment peux-tu décrire cette structure? (Amener l’élève à énumérer les matériaux utilisés dans la fabrication du crayon.)
• D’après toi, y a-t-il des matériaux provenant de la nature qui ont servi à fabriquer ce crayon?
• D’après toi, y a-t-il des matériaux fabriqués par les êtres humains qui ont servi à fabriquer ce crayon?

Expliquer à l’élève la provenance des matériaux ayant servi à la fabrication du crayon (graphite, caoutchouc et métal).

5. Cliquer ici afin de présenter à l’élève un diaporama qui présente des structures et des objets faits avec des matériaux naturels et d’autres fabriqués par les êtres humains.

6. Montrer à l’élève quelques articles faits de matériaux naturels par exemple, un chandail de laine et un sac de papier. Poser les questions suivantes :

• D’où vient la laine? (moutons, lamas)
• D’où vient le papier? (d’un arbre, du bois)

Si possible présenter d’autres articles faits de matériaux naturels (p. ex. un foulard en soie, des chaussettes en coton).

Poursuivre en faisant la lecture du texte Les produits de la nature.

7. Inviter l’élève à regarder l’illustration Cherche et Trouve et à faire l’activité suggérée.

En utilisant l’application Kami, l’élève pourrait encercler les objets provenant de matériaux naturels et encadrer ceux provenant de matériaux fabriqués par les humains.

Voici ce que l’élève peut être en mesure de trouver dans l’illustration :

Objets ou structures proviennent de la nature : nid d’oiseau, arbre, haie, toile d’araignée, ruche, bois à brûler.

Objets ou structures fabriqués par les humains : table en bois, toilettes extérieures, canot, rames, prise électrique, robinet, tente, corde à linge, bâche, hache, tente-roulotte, bicyclette, casque de bicyclette, chandails, ballon de soccer, chaudron.

Matériaux proviennent de la nature : bois de la table, caoutchouc, coton, métal, roche.

Matériaux fabriqués par les humains? plastique, styromousse, nylon, verre.

8. Inviter l’élève à colorier des structures en lui montrant les illustrations du fichier joint Naturel ou fabriqué par les humains? Elle ou il doit colorer en vert les structures faites d’un matériau naturel et en rouge les structures faites d’un matériau fabriqué par les humains.

9. Présenter à l’élève les quatre illustrations suivantes : la trompe d’un éléphant, un aspirateur, un barrage hydroélectrique et un barrage de castors. Poser la question suivante à l’élève :

• D’après toi, quelles illustrations pourrait-on regrouper ensemble? (La trompe d’un éléphant et l’aspirateur; le barrage hydroélectrique et le barrage de castors.)

Expliquer que plusieurs structures que nous utilisons ressemblent beaucoup à des objets naturels, non seulement par leur apparence, mais aussi par leur fonction.

Lire l’introduction du texte Les structures imitent la nature et expliquer à l’élève l’activité suggérée.

En utilisant l’application Kami, l’élève pourrait tirer des traits entre les objets naturels et les structures qui sont de forme semblable.

Suggérer ensuite à l’élève de trouver d’autres exemples d’objets ou structures qui ressemblent à des objets naturels, de par leur apparence ou leur fonction.

10. À l’aide de l’affiche Les attaches et les structures dans l’environnement, lire la section À ton tour : Tu as découvert par hasard un œuf d’oiseau par terre. Tu décides de fabriquer un nid pour y déposer l’œuf afin de le protéger.

Guider l’élève et suivre les étapes du processus de résolution de problèmes technologiques. Demander à l’élève de compléter la fiche J’imagine et je construis!

Voici des exemples de questions à poser à l’élève lors de ce travail :

• Quel problème dois-tu résoudre?
• Quelles sont les solutions que tu proposes pour faire le nid?
• Quels sont les matériaux et les outils nécessaires pour construire le nid?
• As-tu fait un dessin du nid que tu construiras?
• As-tu trouvé des moyens d’améliorer le nid?
• Que vas-tu faire pour t’assurer que le nid tient ensemble?

Encourager l’élève à utiliser des matériaux recyclés pour la construction de même que des matériaux de la nature (p. ex. petites branches, sable, feuilles séchées). Il est important de sensibiliser l’élève à recycler, réutiliser et réduire.

Lorsque le nid est terminé, proposer à l’élève d’exposer dans la maison le résultat de son travail afin de susciter la curiosité des autres membres de la famille. Ceci favorisera la discussion au sujet des connaissances apprises jusqu’à maintenant sur les structures et les matériaux de la nature et fabriquées par l’humain.

Activité(s) d’apprentissage

1. Lecture Les trois cochonnets.
2. Observer une illustration et trouver des objets et structures fabriqués par les humains ou qui proviennent de la nature.
3. Modeler avec de la pâte des structures de la nature et fabriquées par l’humain.
4. Discussion de la provenance des matériaux qui servent à la fabrication du crayon.
5. Visionnement d’un diaporama de structures et des objets faits avec des matériaux naturels et d’autres fabriqués par les êtres humains.
6. Lecture Les produits de la nature.
7. Activité Cherche et trouve.
8. Coloriage de structures Naturel ou fabriqué par les humains?
9. Activité d’association Les structures imitent la nature.
10. Résolution de problème : Construction d’un nid d’oiseau.

Matériel

1. De la pâte à modeler.

2. Un crayon à mine.

3. Des matériaux recyclés.

4. Des matériaux de la nature (p. ex. branches, feuilles mortes).