Cahier de l'enseignant.e

Scénario

À l’école du Boisé, les élèves de la classe de 5e ont remarqué qu’il y avait beaucoup de voitures qui passaient sur le boulevard d’en face, particulièrement le matin et en fin d’après-midi. Ça fait beaucoup de bruit, et lorsqu’on ouvre les fenêtres dans les cours, l’air ne sent pas bon. Les élèves voudraient contribuer à faire diminuer la pollution de l’air dans leur école. Iels ont l’idée d’utiliser un capteur de monoxyde de carbone pour prendre différentes mesures dans l’air, avec l’objectif d’activer une ventilation lorsque le niveau de monoxyde de carbone sera trop élevé.

Matériel nécessaire

Séance 1

• 1 matériel de projection

• 1 micro:bit / élève

• 1 pack de batterie / élève

• 1 ordinateur ou tablette / élève

• 1 câble USB-microUSB / ordinateur (X avec les tablettes)

• 1 capteur de monoxyde de carbone MQ-7 / équipe

• 3 pinces crocodiles à pin Femelle / capteur

• 2-4 grands pots en verre

• 2-4 chandelles ou bâton d'encens

• 1 briquet

• eau (pour éteindre le bâton d'encens)

Le premier prototype (Crédits photo : Techno Culture Club)

Séance 2

• 1 matériel de projection

• 1 micro:bit / élève

• 1 pack de batterie / élève

• 1 ordinateur ou tablette / élève

• 1 câble USB-microUSB / ordinateur (X avec les tablettes)

• 1 capteur de monoxyde de carbone MQ-7 / équipe

• 6 pinces crocodiles à pin Femelle / capteur + ventilateur

• 2-4 grands pots en verre

• 2-4 chandelles ou bâton d'encens

• 1 briquet

• eau (pour éteindre le bâton d'encens)

• 2-4 petits ventilateurs + relay 5v

Avec le ventilateur (Crédits photo : Techno Culture Club)

Séance 1 - Monoxyde de carbone et pollution

Les élèves sont introdui.e.s à la notion de pollution de l'air. Iels comprennent que le niveau de monoxyde de carbone dans l'air est variable et mesurable. Iels font un code simple pour déterminer le taux de CO, et récoltent quelques données pour pouvoir les comparer.

Format [min]	Activité [min]
Préparation [10]	0. Préparation du capteur MQ-7 [10]
Leçon en groupe [60]	1. Retour sur l'activité d'introduction [15] 2. Introduction au scénario [15] 3. Premier code [30]
Expérimentation [60]	4. Téléchargement et branchement [15] 5. Récolte de données [40] 6. Conclusion [5]
TOTAL en classe	120 minutes

0. Préparation du capteur MQ-7

• Quelques minutes avant de commencer l'activité, brancher les capteurs MQ-7 sur quelques micro:bits.

Ce capteur fonctionne comme un vrai détecteur de monoxyde de carbone. Il est sensible à toute variation dans l'air. Il vaut mieux le brancher 10 à 15 minutes avant de prendre des données. Ça permet de le chauffer, ce qui assure des mesures plus constantes.

1. Retour sur l'activité d'introduction (kit 0)

• Assurez-vous d'avoir branché les capteurs MQ-7 pour les réchauffer.

• Demander aux élèves ce dont iels se rappellent

• Rappeler qu’il y a des moments d’écoute et des moments d’exploration active

• Revenir sur les étapes d’enregistrement et de téléchargement

• Passer à travers chacun des blocs du code de la dernière séance

2. Introduction au scénario

• Lire le scénario et commencer à expliquer le défi

• Bien définir les notions difficiles ou les mots inconnus

  • Utiliser des exemples

• Aborder les différentes étapes d'une programmation

3. Premier code

• Guider les élèves à faire le code dans MakeCode

• Réviser la notion de variable.

• Avancer étape par étape

4. Téléchargement et branchement

• Re-visionner la démonstration du téléchargement 2 à 3 fois.

• Effectuer le téléchargement ensemble.

• Montrer comment brancher les capteurs et les batteries au micro:bit.

5. Récolte de données

• Pendant que les élèves remplissent la partie introductive et le premier code dans le Cahier de l'élève, préparer le matériel pour la récolte de données.

• En équipe de deux ou trois, faire prendre des mesures aux élèves.

6. Conclusion

• Effectuer un retour avec les élèves sur l'activité.

• Donner d'autres exemples d'applications des capteurs dans la recherche scientifique.

Séance 2 - Activer un ventilateur

Les élèves approfondissent leur connaissance du code. Après avoir utilisé les icônes pour montrer un seuil et/ou une gamme, les élèves vont utiliser la même logique pour activer et arrêter un ventilateur.

Format [min]	Activité [min]
Préparation [10]	0. Préparation du capteur MQ-7 [10]
Leçon en groupe [20]	1. Retour sur la dernière activité [20]
Expérimentation [80]	2. Second code [15] 3. Troisième et quatrième codes (bonus) et test [65]
Conclusion [20]	4. Science citoyenne [15] 5. Observations [5]
TOTAL en classe	120 minutes

0. Préparation du capteur MQ-7

• Quelques minutes avant de commencer l'activité, brancher les capteurs MQ-7 sur quelques micro:bits.

1. Retour sur la dernière activité

• Demander aux élèves ce dont iels se rappellent.

• Rappeler qu’il y a des moments d’écoute et des moments d’exploration active

• Passer à travers tous les blocs des codes de la dernière séance

• Effectuer un retour sur les données récoltées.

2. Second code

• Explorer les notions de comparaison et de condition

• Faire un lien avec les données récoltées.

• Effectuer le second code dans le Cahier de l'élève.

• Notez que le taux de monoxyde de carbone élevé peut varier.

Prendre des mesures et créer une réaction

3. Troisième et quatrième codes (bonus) et test

• Introduire les blocs qui permettent de démarrer et d’arrêter le ventilateur.

• Effectuer le troisième code dans le Cahier de l'élève

• Montrer comment brancher le ventilateur.

  • Il est nécessaire de brancher 2 pinches crocodiles dans la même broche.

Notez qu'il y a deux blocs "écrire sur la broche..." et qu'il faut s'assurer de choisir une écriture en numérique (variables entre 0 et 1) ou en analogique (variable entre 0 et 1023). L'important est que les deux blocs soient du même type.

• Pour les élèves qui terminent rapidement, effectuer le quatrième code (bonus) dans le Cahier de l'élève​.

• Pendant que les élèves travaillent en autonomie sur le troisième ou le quatrième code, préparer le matériel pour les élèves souhaitant tester le quatrième code.

Démarrer et arrêter le ventilateur

Automatiser le système de ventilation

4. Science citoyenne

• Visionner les vidéos sur le projet SafeCast

• Discuter de cette initiative avec les élèves

5. Conclusion

• Effectuer un retour sur les découvertes, les apprentissages et les difficultés.