Les constellations en 3 dimensions
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Situation d’apprentissage et d’évaluation Les constellations en 3 dimensions Travail présenté au professeur Pierre Chastenay DDD3511 (HIV-2014) Didactique de la science et de la technologie au préscolaire et au primaire par Maude Champagne Isabelle Drolet Marie-Eve Gagnon Rosalie Jasmin Baccalauréat en éducation préscolaire et en enseignement primaire (formation initiale) 16 avril 2014 Les constellations en 3 dimensions Buts pédagogiques Amener les élèves à reconnaître l’aspect tridimensionnel de constellations familières qui nous apparaissent comme des images en deux dimensions. Niveau scolaire visé Préscolaire Premier cycle Deuxième cycle Domaines généraux de formation Santé et bien-être Médias Orientation et entrepreneuriat Vivre ensemble et citoyenneté Troisième cycle Environnement et consommation Compétences transversales D’ordre intellectuel Exploiter l’information Exercer son jugement critique D’ordre méthodologique Exploiter les TIC D’ordre personnel et social Coopérer D’ordre de la communication Communiquer de façon appropriée Résoudre des problèmes Mettre en œuvre sa pensée créatrice Se donner des méthodes de travail efficaces Structurer son identité Compétences disciplinaires en science et technologie Préscolaire Agir avec efficacité dans différents contextes sur le plan sensoriel et moteur Affirmer sa personnalité Interagir de façon harmonieuse avec les autres Communiquer en utilisant les ressources de la langue Construire sa compréhension du monde Mener à terme une activité ou un projet Premier cycle Explorer le monde de la science et de la technologie Deuxième et troisième cycles Proposer des explication/solutions à des problèmes d’ordre scientifique ou technologique Mettre à profit les outils, objets et procédés de la science et de la technologie Communiquer à l’aide des langages utilisés en science et en technologie Savoirs essentiels en science et technologie 1. Les étoiles et les galaxies (ex. : constellations) 2. Conventions et modes de représentation (ex. : globe terrestre, constellations) 3. Utilisation d’instrument de mesure simple (règle) Identification des conceptions fréquentes - Les étoiles sont toutes à la même distance de la Terre. - Les étoiles sont réellement formées de 5 branches comme dans les illustrations. Dans Thouin (2008, p. 140) : - « Toutes les étoiles ont la même grosseur. » - « Les constellations sont formées d’étoiles qui sont réellement à proximité les unes des autres. » Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 2/71 MÀJ 19 avril 2017 - « Les étoiles ne sont pas présentes pendant le jour. » - « Les étoiles sont des corps solides. » - « La lumière des étoiles nous parvient instantanément. » - « Les étoiles sont beaucoup plus petites et plus froides que le Soleil. » Matériel requis Amorce ❒ Feuilles blanches ❒ Crayons à mine et crayons feutres de couleurs variées ❒ Trame musicale (Les quatre saisons de Vivaldi : https://www.youtube.com/watch?v=GRxofEmo3HA) Activité fonctionnelle ❒ Annexes 2, 3, 4, 4A et 4B ❒ Anneaux en métal de 2,5 cm de diamètre pour rassembler les fiches de constellations (1 par élève) ❒ Ciseaux ❒ Compas ou punaises (pour percer de petits trous) ❒ Poinçon ❒ Lampe de poche ❒ Appareils photos (pour l’activité d’approfondissement sur les perspectives. Facultatif ) Activité de résolution de problème (Matériel requis pour chaque équipe de travail. Voir annexe 6 pour une illustration du matériel.) ❒ Morceau de styromousse 28 cm X 43 cm ❒ Papier quadrillé (carrés de 2,5 cm) ou voir annexe 8 ❒ 10 perles en plastique (pour la fabrication de bijoux) ❒ 10 morceaux de fil d’aluminium souple de 20 cm ou 10 baguettes de bois (style brochette) ❒ Gommette ou ruban adhésif ❒ Un carton rigide pour y coller l’image d’une des constellations que vous trouverez à l’annexe 7 ❒ Carnet scientifique (annexe 9) Activité de structuration ❒ Carnet scientifique (annexe 9) Mise en contexte, amorce En suivant le rythme et en se laissant guider par la musique, les élèves font des points de façon libre sur une feuille. Ensuite, ils échangent leur feuille avec un voisin et essaient de relier certain des points pour former un dessin évocateur, une forme reconnaissable. La musique utilisée est : La primavera (Le printemps), 1ier mouvement de Les Quatre Saisons de Vivaldi, accessible à https://www.youtube.com/watch?v=GRxofEmo3HA Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 3/71 MÀJ 19 avril 2017 À la suite de cette amorce, l’enseignante présente quelques créations d’élèves à la classe et fait le lien entre les dessins ainsi créés et les constellations. Il est important de mettre l’accent sur le fait que les constellations ont été inventées par les humains, d’abord et avant tout pour servir de points de repère, et que celles-ci représentent, la plupart du temps, des personnages et des animaux mythiques ou réels. D’une civilisation à l’autre, les mêmes étoiles n’ont pas toujours été reliées entre elles de la même façon et les contes mythologiques qui leur sont associés sont aussi différents. Aujourd’hui, on compte au total 88 constellations définies par l’Union astronomique internationale qui couvrent l’ensemble de la voûte céleste. À la discrétion de l’enseignant, d’autres informations pourront être communiquées aux élèves, comme un résumé de l’histoire de certaines constellations (voir annexe 1). Maintenant que les élèves ont compris l’origine des constellations, l’activité qui suit leur permettra de mieux saisir le lien entre le nom des constellations et leurs formes. Ils verront, entre autres, que la Grande Ourse n’a pas nécessairement la forme d’une ourse, mais qu’il existe tout de même un lien entre la forme de l’animal et les étoiles choisies pour dessiner cette constellation. Activité fonctionnelle Rôle de l’enseignant Rôle de l'élève 0B Activité 1 – À la recherche des étoiles qui forment chaque constellation. L’enseignante explique aux élèves que même si une constellation représente une personne, ce n’est pas exactement l’apparence physique exacte de celle-ci qui forme la constellation. Ces représentations sont simplifiées pour permettre de les repérer plus facilement, comme nous le faisons avec les panneaux de signalisation et les pictogrammes (support visuel en annexe 1A). Dans un premier temps, l’enseignante invite les élèves, en équipe de deux, à tenter de deviner quelles étoiles qui, une fois liées ensemble, constituent une constellation et dans un deuxième temps, elle leur fait tracer les constellations à travers une activité de communication orale. Voici les consignes à donner : « Vous aurez à tracer une constellation, comme les Mésopotamiens l’ont fait il y a de cela des milliers d’années. Chacun de vous recevra une feuille sur laquelle une portion du ciel apparaît ainsi que l’image du personnage ou de l’animal qui a inspiré la constellation. Un de vous recevra une constellation entière, avec les lignes qui Durée 1B Les élèves étudient l’origine du tracé des 5 min. constellations et font des liens avec la conception d’images qu’ils retrouvent dans leur environnement. Les élèves écoutent les consignes et posent des questions, s’il y a lieu. Ils font ressortir les éléments d’une directive claire et les mémorisent pour les appliquer dans l’activité. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin 15 min. Page 4/71 MÀJ 19 avril 2017 relient les étoiles de la constellation. L’autre élève recevra la même constellation, mais sans le tracé qui relie les étoiles. Cette dernière personne devra tracer la constellation exclusivement à l’aide des directives orales de son coéquipier. Il est très important que les directives soient claires et précises, puisqu’aucun support visuel ne sera permis. L’enseignante peut demander aux élèves de faire ressortir les points importants d’une directive claire (gauche, droite, deuxième à partir de la gauche, etc.). « En premier, vous recevrez seulement la feuille incomplète. En regardant le dessin de la constellation, vous devrez essayer de deviner à quoi elle ressemblera. Vous pourrez partager entre vous vos hypothèses. Ensuite, l’un de vous recevra la constellation complète et pourra donner ses directives à l’autre élève pour qu’il complète la sienne. Lorsque la constellation sera complétée avec les directives nécessaires, vous pourrez comparer vos dessins. Lorsque les deux constellations seront identiques, vous recevrez une autre constellation incomplète et procéderez de la même façon, mais en échangeant les rôles. » L’enseignante distribue le matériel nécessaire pour l’activité (annexe 2). Avant le changement de rôle, l’enseignante fait un retour. Elle peut faire partager certaines des difficultés rencontrées par les élèves et voir si les élèves avaient bien prédit la forme des constellations. Pour terminer cette activité, l’enseignante demande à un élève à la fois de venir afficher l’une des constellations qu’elle a préalablement imprimée sur un carton (8½ x 11) (annexe 3). Lorsqu’un enfant affiche la constellation, il lit à voix haute l’histoire mythologique qui se cache derrière celle-ci. Les élèves, placés en équipes de deux, 30 min. reçoivent les constellations incomplètes et échangent sur ce à quoi la constellation pourrait ressembler (5 minutes). Ensuite, les élèves reçoivent et donnent des directives, selon le rôle qu’ils auront à jouer. Lorsque terminé, ils comparent la constellation obtenue et la vraie constellation et font les corrections nécessaires pour que les deux soient identiques. Lorsque c’est fait, ils reçoivent une autre constellation et suivent le même procédé, mais échangent leur rôle (annexe 2). Les élèves nommés vont afficher les 10 min. constellations et lisent les histoires mythologiques qui y sont reliées. À ce moment, des discussions et des réactions peuvent avoir lieu. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 5/71 MÀJ 19 avril 2017 Ici, il est important de dire qu’il existe plusieurs histoires pour chaque constellation, mais qu’une seule a été choisie pour cette activité, soit la plus connue. Activité 2 – Trousseau de constellations Puisque l’activité 1 nécessite une période complète et qu’elle présente beaucoup de nouvelles informations, il est bon de prévoir quelques jours entre les deux activités. Cela permettra aux élèves d’observer les affiches et de poser des questions au besoin. Lorsque chaque constellation est affichée dans la classe et que l’on a raconté son histoire, l’enseignante remet à chaque élève un trousseau de constellations, qu’il devra étudier en vue du mini-test. Pour construire leur trousseau, les élèves devront découper chaque constellation ainsi que les informations qui y sont associées, faire des trous avec un poinçon pour les insérer dans un anneau et percer les petits trous représentant les étoiles à l’aide d’une pointe de compas ou d’une punaise. Ils pourront donc toujours l’avoir à portée de main et l’étudier dans leurs temps libres (annexe 4). N.B. Lorsqu’on perce de petits trous directement à l’emplacement des étoiles de chaque constellation et que l’on projette de la lumière à travers les trous (dans un endroit sombre), on peut voir apparaître la constellation telle qu’on peut l’observer dans le ciel. À la fin de la fabrication des trousseaux, l’enseignante éteint les lumières et distribue des lampes de poche aux élèves pour qu’ils puissent projeter leurs constellations. Pendant une semaine, à l’aide du trousseau de constellations, l’enseignante prévoit du temps d’étude sur le sujet en devoir. Juste avant d'amorcer la phase de résolution de problème, un mini-test est prévu (annexe 4A). N.B. Il pourrait être intéressant de prévoir du temps d’étude en classe, pour permettre aux élèves de partager leurs observations avec les autres. Les élèves découpent et construisent leur 30 min. trousseau. Ils s’exercent à projeter les constellations 10 min. sur différentes surfaces avec une lampe de poche. Les élèves étudient leurs constellations à l’aide du trousseau qu’ils ont construit. Le temps venu, ils répondent aux questions 20 min. du mini-test. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 6/71 MÀJ 19 avril 2017 Activité 3 – La perspective Cette prochaine activité permet de préparer les élèves à l’activité de résolution de problème qui suivra. Elle sert à initier les élèves au concept de perspective ou, si vous préférez, de profondeur dans notre environnement. En comprenant mieux le fait que les éléments qui nous entourent sont perçus différemment en fonction de leur position dans l’espace, les élèves seront plus enclins à accepter que le ciel ait aussi une profondeur et que les étoiles d’une constellation ne se situent pas toutes à la même distance de la Terre. L’enseignante montre aux élèves des images qui présentent des illusions d’optique provoquées par la perspective. Elle les questionne sur la véracité de ce qu’ils voient. Voici quelques exemples de questions conçues en fonction des images disponibles sur les liens internet suivants : 40 min. http://mimir.over-blog.com/categorie11369313.html http://picblow.com/fr/img/3618 http://www.linternaute.com/photo_numeriq ue/temoignage/temoignage/387415/desert -de-sel-en-bolivie-salar-de-uyuni/ Questions : Est-ce que la ballerine porte réellement une jupe en forme de tulipe ? Est-ce possible que la tulipe soit de la même taille qu’une femme d’âge adulte ? Comment expliques-tu ce phénomène ? Qu’est-ce qui fait en sorte que certains objets nous apparaissent grands et d’autres petits ? Nous vous avons proposé ici quelques liens internet où plusieurs illusions d’optique sont présentes. Vous pouvez aussi en trouver d’autres sur internet ou créer les vôtres comme dans l’exemple de l’annexe 4B où une image et une série de questions additionnelles vous sont proposées. Si l’enseignante a le temps et le matériel nécessaire pour le faire, elle peut proposer aux élèves de créer leurs propres illusions d’optique. Oralement, les élèves tentent de répondre aux questions et expriment leurs différentes conceptions. À l’aide d’appareils photo et d’objets 50 min. diverses, ils devront faire des clichés qui illustrent les illusions d’optique provoquées par la perspective. Ils seront à même de Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 7/71 MÀJ 19 avril 2017 constater que, selon notre point de vue, l’environnement peut parfois nous apparaître différemment d’une personne à un autre. Résolution de problème Rôle de l’enseignant 2B Rôle de l'élève 3B Durée L’enseignante remet un carnet scientifique à 1 heure chaque élève. Elle leur annonce qu’en équipe, ils devront fabriquer une maquette en trois dimensions représentant une constellation qu’ils ont étudiée. Le nombre d’élèves par équipe varie en fonction du nombre d’élèves dans la classe et du nombre de constellations disponibles à l’annexe 7. Toutefois, avant, l’enseignante les invite à répondre aux deux questions de la page 2 du carnet scientifique: Les élèves répondent aux questions dans 1. Lorsque tu regardes une constellation leur cahier scientifique. Ils émettent leurs dans le ciel, crois-tu que toutes les étoiles hypothèses. sont situées à la même distance de la Terre ? Explique ta réponse. 2. Dessine la constellation de Cassiopée telle que tu la verrais si tu avais la chance de voyager dans un vaisseau spatial et de la regarder de côté à droite. L’enseignante explique ensuite le déroulement de l’activité : « Pour vérifier vos hypothèses, vous devrez bâtir une maquette de votre constellation avec le matériel que vous aurez à votre disposition. Pour positionner les étoiles de votre constellation, je vous fournirai la distance de chaque étoile par rapport à la Terre, ainsi que l’image correspondant à votre constellation.» L’enseignante fournit de l’information à propos des distances qui séparent les étoiles de la Terre, mesurées en années-lumière (l’explication théorique se trouve à l’annexe 5). Elle met l’accent sur le fait que chaque petit carré de la grille de la maquette représente une très grande Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 8/71 MÀJ 19 avril 2017 distance dans la réalité, même si cette distance parait relativement petite sur la maquette. C’est un peu comme sur une carte routière, qui est une représentation à échelle réduite de tout un territoire. Puis, l’enseignante montre comment construire la maquette : Les étoiles, représentées par des perles, sont fixées à des tiges métalliques ou de bois avec de la gommette. Avec le dessin de la constellation fixé à angle droit au bout d’une planche de styromousse, les élèves doivent placer les tiges métalliques sur la planche pour que les perles apparaissent vis-à-vis chacun des points représentant les étoiles sur le dessin de la constellation. Ils doivent positionner chaque perle à la distance où se trouve chaque étoile par rapport à la Terre ainsi qu’à la bonne hauteur sur les tiges pour former la constellation. La distance à chaque étoile de la constellation étant fournie, les élèves doivent s’assurer de respecter l’échelle indiquée sur la fiche de constellation (annexe 7). Pour les distances exprimées avec des nombres rationnels, ils peuvent s’aider des sous-unités de la règle ou d’un petit carré de papier de 2.54 cm de côté que l’enseignante a préalablement subdivisé en cinquième. Il est important de préciser aux élèves que la Terre, dans la maquette, correspond à la position de leur œil lorsqu’ils regardent le dessin de la constellation depuis le côté opposé à la planche de styromousse. Ainsi, l’échelle des distances débutera à 0 année-lumière (à partir d’une extrémité de la planche, du côté où les élèves regardent), pour augmenter en allant vers le dessin de la constellation, fixé à l’autre extrémité. Il pourrait s’avérer nécessaire de présenter un exemple concret devant le groupe en positionnant une première étoile sur une des maquettes. Pour ce qui est de la position en hauteur des perles sur les tiges métalliques, les élèves doivent se placer face à la planche, de façon à ce que le dessin de la constellation soit devant Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 9/71 MÀJ 19 avril 2017 eux. Lorsqu’ils piquent une tige dans le styromousse, ils doivent l’enligner avec l’étoile correspondante sur le dessin; la perle représentant cette étoile doit cacher le point qui correspondant sur la feuille. C’est ainsi que l’on détermine la hauteur de chaque perle sur sa tige. Lorsque les instructions ont toutes été donnés et que l’enseignante a montré un exemple concret, elle remet le matériel nécessaire, c’est-à-dire une plaque de styromousse sur laquelle une feuille quadrillée a été collée, des tiges de métal ou de bois en quantité suffisante en fonction du nombre d’étoiles de la constellation à reproduire, des perles, de la gommette et l’image de la constellation préalablement collée sur du carton rigide et sur laquelle apparaissent les distances séparant la Terre de chaque étoile (annexe 7). L’enseignante peut choisir la constellation en fonction des capacités des élèves. Par exemple, pour une équipe plus faible, elle offrira celle de Cassiopée, qui compte moins d’étoiles. À la page 3 de leur carnet scientifique, ils Elle invite également les élèves à compléter la écrivent le nom de la constellation qu’on leur page 3 de leur carnet scientifique avant de a attribué ainsi que la mesure de distance commencer le montage de leur maquette de chaque étoile par rapport à la Terre. (annexe 9). Aussi, ils dessinent leur constellation (annexe 9). Avec le matériel qui leur est fourni, les L’enseignante circule pendant que les élèves élèves construisent la maquette de la manipulent le matériel. Elle questionne les élèves constellation qui leur est donnée. Ils sur ce qu’ils observent et leur demande si leurs répondent aux questions de l’enseignante. observations coïncident avec leurs hypothèses de départ. Elle complète la grille d’observation (annexe 10). Lorsque les élèves ont terminé le montage de la À la page 4 de leur carnet scientifique, les maquette, l’enseignante leur demande de élèves doivent dessiner leur constellation compléter la page 4 du carnet scientifique. vue de quatre angles différents. C’est à ce moment qu’ils réalisent que l’apparence d’une constellation change en fonction de l’angle sous lequel ils l’observent. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 10/71 MÀJ 19 avril 2017 Activité de structuration Rôle de l’enseignant 4B Rôle de l'élève Durée 5B L’enseignante fait un retour sur l’activité de Les élèves partagent leurs observations et 30 min. résolution de problème. Elle revient sur les en utilisant leur maquette, ils appuient leur questions initiales et demande aux élèves de propos par des exemples. partager leurs hypothèses initiales et leurs constats après l’activité. Elle demande à un des élèves qui devait reproduire la constellation de Cassiopée de venir Un élève vient reproduire l’un des dessins dessiner au tableau ce à quoi la constellation qu’il avait fait à la page 4 de son carnet de scientifique. ressemble si on l’observe de la droite. Elle invite les élèves à faire un retour écrit sur Les élèves complètent la page 5 du carnet leurs hypothèses en complétant la page 5 du scientifique. carnet scientifique. Ce sont les mêmes questions que celles posées initialement, mais les élèves doivent maintenant y répondre en fonction des découvertes qu’ils ont faites durant l’activité de résolution de problème. N.B. Si les élèves ne comprennent pas que le ciel a une troisième dimension, l’enseignante met l’accent sur cet aspect en disant que le ciel a une profondeur, comme une boîte à chaussures ou un contenant, sauf que cette profondeur est infinie. C’est pour cela que les étoiles, que l’on croit toutes situées à une même distance de la Terre, sont en fait très éloignées et sont situées à des distances différentes. Cela est dû à la profondeur du ciel, que l’on ne perçoit pas lorsqu’on regarde les étoiles la nuit. Pour conclure, l’enseignante demande aux élèves de compléter les pages 6 et 7 de leur cahier de l’élève. Elle leur donne les consignes suivantes : 1 heure « Choisissez un nouvel angle de la constellation que vous avez construite : celui que vous trouvez le plus inspirant et représentez-le à la page 7 de votre carnet scientifique. Tracez une nouvelle constellation comme si vous étiez à l’époque des Mésopotamiens et que vous vouliez vous repérer grâce aux étoiles. Celle-ci sera ce que les Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 11/71 MÀJ 19 avril 2017 astronautes verront de leur vaisseau. Il faut que vous trouviez un nom à cette nouvelle forme étoilée. Ensuite, vous devrez écrire l’histoire qui se cache derrière celle-ci, sa mythologie. Vous pouvez vous inspirer des histoires que l’on a apprises sur les constellations que l’on a vues en classe, celles qui se trouvent sur votre trousseau.» Individuellement, les élèves choisissent un angle de vue de leur constellation qui les inspire et rebaptisent la constellation qu’ils auront créée. Ils écrivent son histoire et ce à quoi elle leur fait penser. À la fin, elle invite quelques élèves à venir lire Sur une base volontaire, les élèves leur histoire et à présenter leur nouvelle viennent présenter leur constellation devant constellation. la classe. 20 min Évaluation Trois phases d’évaluation sont prévues pour la présente SAÉ. Une première évaluation sera faite après l’activité fonctionnelle, dans le but d’évaluer les connaissances qu’ont acquises les élèves à propos des constellations qui auront été vues en classe (annexe 4A). Ensuite, pendant la situation problème, l’enseignante complètera une grille d’observation pour chaque équipe (annexe 10). Cette grille aidera à conserver des traces pour évaluer la compétence « Mettre à profit les outils, objets et procédés de la science et de la technologie ». Enfin, l’enseignante évaluera, à la fin de la situation, l’évolution des conceptions des élèves en analysant leur carnet scientifique à l’aide d’une grille d’appréciation (annexe 11). Références Bibliographie Bely, Pierre-Yves, Carol Christian et Jean-René Roy. (2008). 250 réponses à vos questions sur l’astronomie. Québec : Éditions MultiMondes, 299 p. Chastenay, Pierre. (2002). Je deviens astronome. Coll. «Astro jeunes». Waterloo : Éditions Michel Quintin, 47 p. Équipe éditoriale de Sélection du Reader’s digest. (2000). Mon atlas de l’univers. Montréal : Sélection du Reader’s digest, 128 p. Le ciel et l'univers: encyclopédie universelle. (2006). Saint-Laurent: ERPI, 512 p. Ortega, Ofelia. (2006). L’Univers. Montréal : Éditions L’École Active, 48 p. QA Kids. (2004). Atlas de l’univers. Montréal : Québec Amérique jeunesse, 80 p. Scagell, Robin. (2005). Atlas du ciel GEO jeunesse. Paris : Gallimard jeunesse, 96 p. Thouin M. (2008) Tester et enrichir sa culture scientifique et technologique. Québec : Multimondes, 481 p. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 12/71 MÀJ 19 avril 2017 Médiagraphie AnAmericanComposer. (2011, 30 janvier). Four seasons ~Vivaldi. [Vidéo en ligne]. Repéré à. <https://www.youtube.com/watch?v=GRxofEmo3HA >. Consulté le 15 mars 2014. Curiosité requise! Mimir.over-blog.com. Illusions d’optique astucieuses et amusantes. En ligne < http://mimir.over-blog.com/categorie-11369313.html > Consulté le 29 juillet 2014 Le cocher : club des observateurs de la Chapelle sur Erdre. Index of / constellations. [Pdf en ligne]. En ligne < http://www.le-cocher.org/constellations/ > Consulté le 18 mars 2014 Le jardin de Kiran : Ressources pour une Nouvelle Éducation. Fabriquer un projecteur à constellations : Modèle à énergie solaire. En ligne < http://www.lejardindekiran.com/fabriquer-un-projecteur-de-constellations-modele-a-energie-solaire Consultée le 12 mars 2014. > Linternaute.com. Vos plus belles photos jouant avec une illusion d’optique. En ligne < http://www.linternaute.com/photo_numerique/temoignage/temoignage/387415/desert-de-sel-en-boliviesalar-de-uyuni/ > Consulté le 29 juillet 2014 Picblow. Illusion d’optique. En ligne < http://picblow.com/fr/img/3618 > Consulté le 29 juillet 2014 Stelvision.com. Carte du ciel du jour. En ligne < www.stelvision.com/carte-ciel > Consulté le 12 mars 2014 Notes réflexives personnelles « pour la prochaine fois » Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 13/71 MÀJ 19 avril 2017 Annexes ANNEXE 1 – Éléments théoriques sur les constellations ANNEXE 1A – Support visuel pour l’explication des tracés de constellations ANNEXE 2 – Constellations incomplètes avec le patron des dessins et les corrigés ANNEXE 3 – Affiches des constellations et de leur mythologie à afficher dans la classe ANNEXE 4 – Trousseau ANNEXE 4A – Mini-test sur les constellations et corrigé ANNEXE 4B- Illusion d’optique ANNEXE 5 – Explication des années-lumière ANNEXE 6 – Exemple de maquette pour la constellation de la Grande Ourse & présentation du matériel ANNEXE 7 – Modèle des constellations à fixer sur la plaque de styromousse ANNEXE 8 – Grille de 2 cm à imprimer sur format 11’’ X 17’’ pour l’activité de résolution de problème ANNEXE 9 – Carnet scientifique de l’élève ANNEXE 10 – Grille d’observation ANNEXE 11 – Grille d’appréciation Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 14/71 MÀJ 19 avril 2017 Annexe 1 – Éléments théoriques sur les constellations Les constellations Il y a de cela très longtemps, les calendriers, montres et autres objets qui nous permettent aujourd’hui de nous repérer dans le temps n’existaient pas. Ainsi, les premières civilisations ont dû développer d’autres moyens pour mesurer le passage du temps, moyens qui les aidaient à déterminer l’heure de la journée et prédire le retour des saisons afin de cultiver la terre. Un des moyens privilégiés pour y arriver fût de relier entre elles de manière arbitraire des étoiles situées dans une même région du ciel, de façon à former des constellations. Il leur fallut une bonne dose d’imagination pour remplir le firmament de dessins qui ne sont pas, pour nous, toujours évidents ! Il y a environ 4000 ans, les Sumériens, habitants de l’ancienne Mésopotamie (aujourd’hui l’Irak), ont, entre autres, inventé les constellations du Taureau, du Lion et du Scorpion, des constellations qui représentaient des animaux importants pour leur civilisation. Ces constellations font également partie du zodiaque, un groupe de constellations que traverse le Soleil dans son lent mouvement apparent annuel à travers le ciel. Ces constellations étaient importantes pour les peuples anciens, puisqu’elles leur permettaient de tenir un calendrier annuel et prévoir le retour des saisons. D’autre part, selon le temps de l’année, nous ne voyons pas les mêmes constellations dans le ciel nocturne. Bien qu’elles ne changent pas de place les unes par rapport aux autres, les constellations visibles la nuit changent d’une saison à l’autre. Un peu plus tard, les Grecs ont ajouté au ciel des constellations représentant des personnages de leur mythologie, tels que Orion, Persée et Céphée. Finalement, en navigant dans l’hémisphère Sud, les explorateurs européens des XVe et XVIe siècles ont ajouté au ciel des objets technoscientifiques propres à leur époque, comme la Boussole, le Compas et le Télescope. Mais selon les régions du monde et les époques, on retrouve de grandes disparités dans la représentation des constellations. Alors qu’ici nous voyons dans la constellation de la Grande Ourse une casserole, certains peuples, comme les Européens du Moyen-Âge, y voyaient un chariot tiré par des chevaux. Aujourd’hui, bien que les constellations n’aient plus la même utilité qu’auparavant, elles servent encore à diviser le ciel afin de s’y repérer. On compte actuellement 88 constellations qui ont officiellement été délimitées en 1929 par l’Union astronomique internationale. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 15/71 MÀJ 19 avril 2017 N.B. Selon les cultures et les civilisations, on retrouve plusieurs disparités dans la représentation des constellations ainsi que dans les légendes qui y sont associées. Dans le présent document, il ne sera question que de quelques-unes des nombreuses légendes qui existent. Astérisme : Un astérisme est une figure remarquable dessinée par des étoiles particulièrement brillantes. En général, un astérisme ne forme qu’une partie d'une constellation, mais il peut parfois être constitué d'étoiles appartenant à plusieurs constellations différentes. Le chaudron de la constellation de la Grande Ourse en est un bon exemple : ce que la plupart des gens appellent la Grande Ourse, c’est-à-dire les sept étoiles qui dessinent un chaudron avec un long manche incurvé, est un astérisme, qui ne représente en réalité qu’une partie de la constellation de la Grande Ourse, soit l’arrière-train de l’animal et sa queue. Les autres étoiles qui dessinent ses pattes, son corps et sa tête sont moins brillantes et ne sont visibles que sous un ciel bien noir. Le nom des étoiles : Les étoiles du ciel possèdent des noms très variés : certaines sont nommés par des lettres grecques, d’autres par des noms arabes ou des chiffres... D’autres par tous ces moyens à la fois ! Il en est ainsi parce que les astronomes, au fil des siècles, on utilisé des critères et des moyens différents pour nommer les étoiles des constellations. Dans l’Antiquité, Ptolémée, un astronome grec, a donné un nom propre aux étoiles les plus brillantes du ciel et a consigné le tout dans son ouvrage, l’Almageste, qui a ensuite été traduit en arabe avant d’être distribué en Europe à la fin du Moyen-âge. C’est d’ailleurs pour cette raison que nous retrouvons plusieurs étoiles dans le ciel ayant des noms d’origine arabe, comme Betelgeuse ou Bellatrix. Dans les années 1600, les astronomes ont commencé à classer les étoiles de chacune des constellations en fonction de leur luminosité et à les nommer à l’aide d’une lettre de l’alphabet grec. Ainsi, l’étoile la plus brillante d’une constellation donnée était nommée Alpha (α), du nom de la première lettre de l’alphabet grec, la seconde plus brillante Bêta (β), et ainsi de suite. Certaines autres étoiles encore moins brillantes ont été nommées à l’aide de chiffres. Dans tous les cas, la lettre ou le chiffre était suivi du nom latin de la constellation à laquelle l’étoile était rattachée, afin d’éviter toute ambigüité. Dans la constellation Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 16/71 MÀJ 19 avril 2017 d’Orion, par exemple, on trouve les étoiles Alpha Orionis (ou son diminutif α Ori) et 14 Orionis (14 Ori) et dans la constellation du Taureau, les étoiles Alpha Tauri (α Tau) et 14 Tauri (14 Tau). Dans les dernières décennies, les étoiles ont plutôt été nommées à l’aide de noms de catalogues, qui mélangent des lettres et des chiffres. Ces derniers noms diffèrent toutefois selon les établissements qui ont observé les étoiles et qui les ont répertoriées. D’ailleurs, une même étoile peut avoir été nommée de plusieurs façons différentes, étant donné que chacun de ces établissements répertorie ses informations dans ses propres bases de données. Par exemple, le Smithsonian Astrophysical Observatory et le Henry Draper Catalog répertorient les étoiles de différentes façons : le premier utilise le préfixe SAOcombiné au chiffre de l’étoile pour les nommer, tandis que le second utilise plutôt le préfixe HD-. Il est donc possible pour une étoile de posséder plusieurs noms : une étoile ayant un nom d’origine arabe peut également avoir été nommée par une lettre de l’alphabet grec, comme Bételgeuse dans la constellation d’Orion. Celle-ci se nomme également Alpha Orionis (ou α Ori), puisqu’elle est la plus lumineuse de la constellation. Elle porte également plusieurs noms de catalogue différents selon les institutions qui l’ont répertoriée! Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 17/71 MÀJ 19 avril 2017 Annexe 1A – Support visuel pour l’explication des tracés de constellations Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 18/71 MÀJ 19 avril 2017 ANNEXE 2 – Constellations incomplètes avec le patron des dessins (activité fonctionnelle 1) Noms : Date : Voici le dessin incomplet de la constellation de Cassiopée. Tous les points noirs que tu vois sont des étoiles. Penses-tu être capable de reconstituer la constellation avec les directives que te donne ton coéquipier? Cassiopée Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 19/71 MÀJ 19 avril 2017 Voici le dessin complet de la constellation de Cassiopée. Penses-tu être capable de donner les bonnes directives à ton coéquipier pour que vous puissiez avoir deux constellations complètement identiques? Cassiopée Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 20/71 MÀJ 19 avril 2017 Noms : Date : Voici le dessin incomplet de la constellation de Céphée. Tous les points noirs que tu vois sont des étoiles. Penses-tu être capable de reconstituer la constellation avec les directives que te donne ton coéquipier? Céphée Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 21/71 MÀJ 19 avril 2017 Voici le dessin complet de la constellation de Céphée. Penses-tu être capable de donner les bonnes directives à ton coéquipier pour que vous puissiez avoir deux constellations complètement identiques? Céphée Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 22/71 MÀJ 19 avril 2017 Noms : Date : Voici le dessin incomplet de la constellation de la Croix du Sud. Tous les points noirs que tu vois sont des étoiles. Penses-tu être capable de reconstituer la constellation avec les directives que te donne ton coéquipier? La Croix du Sud Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 23/71 MÀJ 19 avril 2017 Voici le dessin complet de la constellation de la Croix du Sud. Penses-tu être capable de donner les bonnes directives à ton coéquipier pour que vous puissiez avoir deux constellations complètement identiques? La Croix du Sud Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 24/71 MÀJ 19 avril 2017 Noms : Date : Voici le dessin incomplet de la constellation de la Grande Ourse. Tous les points noirs que tu vois sont des étoiles. Penses-tu être capable de reconstituer la constellation avec les directives que te donne ton coéquipier? La Grande Ourse Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 25/71 MÀJ 19 avril 2017 Voici le dessin complet de la constellation de la Grande Ourse. Penses-tu être capable de donner les bonnes directives à ton coéquipier pour que vous puissiez avoir deux constellations complètement identiques? La Grande Ourse Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 26/71 MÀJ 19 avril 2017 Noms : Date : Voici le dessin incomplet de la constellation de la Petite Ourse. Tous les points noirs que tu vois sont des étoiles. Penses-tu être capable de reconstituer la constellation avec les directives que te donne ton coéquipier? La Petite Ourse Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 27/71 MÀJ 19 avril 2017 Voici le dessin complet de la constellation de la Petite Ourse. Penses-tu être capable de donner les bonnes directives à ton coéquipier pour que vous puissiez avoir deux constellations complètement identiques? La Petite Ourse Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 28/71 MÀJ 19 avril 2017 Noms : Date : Voici le dessin incomplet de la constellation d’Orion. Tous les points noirs que tu vois sont des étoiles. Penses-tu être capable de reconstituer la constellation avec les directives que te donne ton coéquipier? Orion Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 29/71 MÀJ 19 avril 2017 Voici le dessin complet de la constellation d’Orion. Penses-tu être capable de donner les bonnes directives à ton coéquipier pour que vous puissiez avoir deux constellations complètement identiques? Orion Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 30/71 MÀJ 19 avril 2017 Noms : Date : Voici le dessin incomplet de la constellation du Taureau. Tous les points noirs que tu vois sont des étoiles. Penses-tu être capable de reconstituer la constellation avec les directives que te donne ton coéquipier? Taureau Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 31/71 MÀJ 19 avril 2017 Voici le dessin complet de la constellation du Taureau. Penses-tu être capable de donner les bonnes directives à ton coéquipier pour que vous puissiez avoir deux constellations complètement identiques? Taureau Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 32/71 MÀJ 19 avril 2017 Noms : Date : Voici le dessin incomplet de la constellation de Persée. Tous les points noirs que tu vois sont des étoiles. Penses-tu être capable de reconstituer la constellation avec les directives que te donne ton coéquipier? Persée Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 33/71 MÀJ 19 avril 2017 Voici le dessin complet de la constellation de Persée. Penses-tu être capable de donner les bonnes directives à ton coéquipier pour que vous puissiez avoir deux constellations complètement identiques? Persée Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 34/71 MÀJ 19 avril 2017 Cassiopée HISTOIRE Dans la mythologie grecque, cette constellation représente la vaniteuse reine Cassiopée, qui était la femme du roi Céphée et la mère d’Andromède. Cassiopée aimait dire à tous que sa fille était plus belle que les filles de Poséidon, dieu de la mer, ce qui mit ce dernier en colère. Pour punir Cassiopée, Poséidon obligea Céphée à donner Andromède en sacrifice au monstre marin, mais celle-ci fut finalement secourue par Persée, qui devint son époux. Cette constellation est une des plus faciles à reconnaître dans le ciel. Selon la saison, on l’observe sous la forme d’un « W » ou d’un « M ». Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 35/71 MÀJ 19 avril 2017 Céphée HISTOIRE Dans mythologie grecque, constellation Dans la lamythologie grecque,cette cette constellation représente le roi Céphée, époux de Cassiopée représente le roi Céphée, époux de Cassiopée et et père père d’Andromède. d’Andromède. Dans le On cielretrouve étoilé, onles peut retrouver les constellations deconstellations Céphée, de deet Céphée, de Cassiopée d’Andromède Cassiopée d’Andromède côte à et côte dans le ciel représentées côte à côte pour nous rappeler de rester étoilé. Leur histoire nous rappelle de toujours modeste. modestes. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 36/71 MÀJ 19 avril 2017 La Croix du Sud HISTOIRE Il y aétoiles très longtemps, la constellation Croix du faisait Les de la constellation dedelala Croix duSud Sud ont partie de celle du Centaure. À travers le temps, les étoiles longtemps fait partie du Centaure. Plus récemment, on endea la Croix se sont déplacées plusentière. au sud,Ce ce qui a fait une fait une constellation à part sontenles premiers constellation àeuropéens, part entière. lors Ce sont premiers explorateurs explorateurs de lesleurs voyages dans qui ont commencé à voyager dans l’hémisphère sud qui ont l’hémisphère sud, qui ont relié ces étoiles entre elles pour relié la sesconstellation points pour former la constellation qu’on la La former telle qu’on la connaîttelle aujourd’hui. connait, puisqu’on ne peut de On cette partie Croix du Sud est invisible de l’apercevoir l’hémisphèreque Nord. peut voir du globe. Il est d’ailleurs possible de voir la représentation la représentation de cette constellation sur les drapeaux de de cette constellation sur les drapeaux de la Nouvelle-Zélande et la Nouvelle-Zélande et de l’Australie, qui sont des pays de deSud. l’Australie, qui sont des pays du sud. l’hémisphère C’est laC’est plus petite du ciel.du Elleciel. permet de la la plusconstellation petite constellation Comme retrouver approximativement le sud. On Nord, peut la Grande Ourse dans l’hémisphère quireconnaitre pointe vers de la «fausse» Croix du Sud par sa cinquième étoile. l’étoile Polaire, elle permet de retrouver approximativement le Sud céleste. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 37/71 MÀJ 19 avril 2017 La Petite Ourse HISTOIRE Selon la mythologie grecque, la constellation de la Petite Ourse représenterait la nymphe Ida, nourrice de Zeus. Elle aurait été placée dans le ciel en signe de reconnaissance par ce dernier, aux côtés de son autre nourrice Adrastée, représentée par la constellation de la Grande Ourse. La constellation de la Petite Ourse contient l’étoile Polaire, située à l’extrémité du manche de la casserole, et qui permet de retrouver le Nord. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 38/71 MÀJ 19 avril 2017 Orion HISTOIRE Selon fils de de Poséidon, Poséidon, était était Selon la la mythologie mythologie grecque, grecque, Orion, Orion, fils un d’une massue massue et et d’un d’un un chasseur chasseur redoutable redoutable armé armé d’une bouclier. Dans leleciel, ciel,ononle peut le reconnaitre sa bouclier. Dans reconnaît facilement par par sa ceinture côte côte. Chez Chez ceinture formée formée de detrois troisétoiles étoilesplacées formant uneà ligne. les des Dieux. les Égyptiens, Égyptiens, Orion Orion représentait représentait Osiris, Osiris, roi le roi des Dieux. Orion est est la la constellation constellation qui qui possède possède le le plus plus grand grand Orion nombre d’étoiles d’étoiles brillantes brillantes du du ciel. ciel. nombre Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 39/71 MÀJ 19 avril 2017 La Grande Ourse HISTOIRE Selon la mythologie grecque, Zeus aurait été caché dès son enfance dans une grotte de l’île de Crète, afin de le protéger de son père Chronos, un mangeur d’enfants. Il y aurait été confié à deux nymphes qui sont devenues ses nourrices : Adrastée et Ida. En signe de reconnaissance, Zeus aurait placé Adrastée dans le ciel pour devenir la constellation de la Grande Ourse. Le ciel doit être bien noir pour qu’on puisse apercevoir toutes les étoiles de la constellation. Sinon, nous ne voyons que la queue et les hanches de l’ourse, qu’on appelle plus communément la « Grande Casserole ». Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 40/71 MÀJ 19 avril 2017 Persée HISTOIRE Dans la lamythologie mythologiegrecque, grecque, Persée sauva Andromède, Dans Persée sauva Andromède qui, enchainée à un rocher, qui allait être sacrifiée au dragon. enchainée à un rocher, allait être sacrifiée au monstre marin Pour ce faire, réussit à vaincreCétus, le monstre qui allait la représenté paril la constellation la Baleine. Pour dévorer,Andromède, et la délivra.Persée Après avoir la créature, Persée délivrer réussitvaincu à vaincre le monstre qui épousa Andromède. allait la dévorer. Après avoir vaincu Cétus, Persée épousa Andromède. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 41/71 MÀJ 19 avril 2017 Le Taureau HISTOIRE Le Taureau Taureau est est une une des des plus premières de Le vieilles constellations constellations de l’histoire. Elle Elle servait servait à à l’origine l’origine à à indiquer indiquer où où le le Soleil soleil l’histoire. apparaissait au moment récoltes, à l’époque des apparaissait dans le ciel des au moment des récoltes, à Mésopotamiens. l’époque des Mésopotamiens. Dans le ciel, étoiles Taureau représentent Dans le ciel, lesles étoiles dudu Taureau représentent la la tête, tête, le le torse torse et et les les pattes pattes avant avant de de l’animal. l’animal. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 42/71 MÀJ 19 avril 2017 ANNEXE 4 – Trousseau des constellations (Activité fonctionnelle 2) Cassiopée Dans la mythologie grecque, cette constellation représente la vaniteuse reine Cassiopée, qui était la femme du roi Céphée et la mère d’Andromède. Cassiopée aimait dire à tous que sa fille était la plus belle, ce qui mit en colère les filles de Poséidon, dieu de la mer. Pour punir Cassiopée, celui-ci obligea le roi Céphée à donner Andromède en sacrifice à un monstre marin, mais celle-ci fut finalement secourue par Persée, qui devint son mari. Cette constellation est une des plus faciles à reconnaitre dans le ciel. Selon la saison, on la reconnait par sa forme en «W» ou en «M». Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 43/71 MÀJ 19 avril 2017 Céphée Dans la mythologie grecque, cette constellation représente le roi Céphée, époux de Cassiopée et père d’Andromède. On retrouve les constellations de Céphée, de Cassiopée et d’Andromède côte à côte dans le ciel étoilé. Leur histoire nous rappelle de toujours rester modestes. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 44/71 MÀJ 19 avril 2017 La Croix du Sud Les étoiles de la constellation de la Croix du Sud ont longtemps fait partie du Centaure. Plus récemment, on en a fait une constellation à part entière. Ce sont les premiers explorateurs européens, lors de leurs voyages dans l’hémisphère sud, qui ont relié ces étoiles entre elles pour former la constellation telle qu’on la connaît aujourd’hui. La Croix du Sud est invisible de l’hémisphère Nord. On peut voir la représentation de cette constellation sur les drapeaux de la NouvelleZélande et de l’Australie, qui sont des pays de l’hémisphère Sud. C’est la plus petite constellation du ciel. Comme la Grande Ourse dans l’hémisphère Nord, qui pointe vers l’étoile Polaire, elle permet de retrouver approximativement le Sud céleste. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 45/71 MÀJ 19 avril 2017 Orion Selon la mythologie grecque, Orion, fils de Poséidon, était un chasseur redoutable armé d’une massue et d’un bouclier. Dans le ciel, on le reconnaît facilement par sa ceinture formée de trois étoiles formant une ligne. Chez les Égyptiens, Orion représentait Osiris, le roi des Dieux. Orion est la constellation qui possède le plus grand nombre d’étoiles brillantes du ciel. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 46/71 MÀJ 19 avril 2017 La Grande Ourse Selon la mythologie grecque, Zeus aurait été caché dès son enfance dans une grotte de l’île de Crète, afin de le protéger de son père Chronos, un mangeur d’enfants. Il y aurait été confié à deux nymphes qui sont devenues ses nourrices : Adrastée et Ida. En signe de reconnaissance, Zeus aurait placé Adrastée dans le ciel pour devenir la constellation de la Grande Ourse. Le ciel doit être bien noir pour qu’on puisse apercevoir toutes les étoiles de la constellation. Sinon, nous ne voyons que la queue et les hanches de l’ourse, qu’on appelle plus communément la « Grande Casserole ». Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 47/71 MÀJ 19 avril 2017 La Petite Ourse Selon la mythologie grecque, la constellation de la Petite Ourse représenterait la nymphe Ida, nourrice de Zeus. Elle aurait été placée dans le ciel en signe de reconnaissance par ce dernier, aux côtés de son autre nourrice Adrastée, représentée par la constellation de la Grande Ourse. La constellation de la Petite Ourse contient l’étoile Polaire, située à l’extrémité du manche de la casserole, et qui permet de retrouver le Nord. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 48/71 MÀJ 19 avril 2017 Le Taureau Le Taureau est une des plus vieilles constellations de l’histoire. Elle servait à l’origine à indiquer où le Soleil apparaissait dans le ciel au moment des récoltes, à l’époque des Mésopotamiens. Dans le ciel, les étoiles du Taureau représentent la tête, le torse et les pattes avant de l’animal. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 49/71 MÀJ 19 avril 2017 Persée Dans la mythologie grecque, Persée sauva Andromède qui, enchainée à un rocher, allait être sacrifiée au monstre marin représenté par la constellation Cétus, la Baleine. Pour délivrer Andromède, Persée réussit à vaincre le monstre qui allait la dévorer. Après avoir vaincu Cétus, Persée épousa Andromède. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 50/71 MÀJ 19 avril 2017 ANNEXE 4A – Mini-test sur les constellations Nom : Date : Complète la phrase 1. L’étoile Polaire fait partie de la constellation de ____________________________. 2. On dit que la Grande Ourse a la forme d’____________________________. 3. La ____________________________ n’est visible que dans l’hémisphère Sud. Elle faisait autrefois partie de la constellation du Centaure. 4. ____________________________ est la constellation qui possède le plus grand nombre d’étoiles brillantes du ciel. 5. ____________________________ est l’une des plus vieilles constellations de l’histoire. Qui suis-je ? 1. J’ai la forme d’un W ou d’un M : _________________________________ 2. Je suis la plus petite constellation du ciel : _________________________________ 3. J’indique la direction du Nord : _________________________________ Encercle la bonne réponse 1. J’ai été offerte en sacrifice au monstre marin Cétus. a. Cassiopée b. Andromède c. Adrastée 2. Nous sommes de la même famille. a. Orion, Poséidon, Andromède b. Andromède, Cassiopée, Céphée c. Zeus, Persée, Ida Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 51/71 MÀJ 19 avril 2017 ANNEXE 4A – CORRIGÉ pour le minitest sur les constellations Complète la phrase 1. L’étoile Polaire fait partie de la constellation de la Petite Ourse. 2. On dit que la Grande Ourse a la forme d’une casserole. 3. La Croix du Sud n’est visible que de l’hémisphère Sud. Elle faisait autrefois partie de la constellation du Centaure. 4. Orion est la constellation qui possède le plus grand nombre d’étoiles brillantes du ciel. 5. La constellation du Taureau est l’une des plus vieilles constellations de l’histoire. Qui suis-je ? 1. J’ai la forme d’un W ou d’un M : Cassiopée 2. Je suis la plus petite constellation du ciel : La Croix du Sud 3. J’indique la direction du Nord : L’étoile Polaire Encercle la bonne réponse 3. J’ai été offerte en sacrifice au monstre marin Cétus. a. Cassiopée b. Andromède c. Adrastée 4. Nous sommes de la même famille. a. Orion, Poséidon, Andromède b. Andromède, Cassiopée, Céphée c. Zeus, Persée, Ida Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 52/71 MÀJ 19 avril 2017 ANNEXE 4B – Illusion d’optique Crédit photo: Colombe Charbonneau Idées de questions : Que vois-tu? Comment est-ce possible? Sur la photo qu’est-ce qui parait plus grand : la fille ou la chute? Et dans la réalité, qu’en estil? Est-ce qu’on aurait toujours cette impression si le photographe avait pris sa photo en se déplaçant de quelques mètres vers la droite? Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 53/71 MÀJ 19 avril 2017 ANNEXE 5 – Qu’est-ce qu’une année-lumière ? L’univers est immensément grand. Pour cette raison, les astronomes ont dû inventer une unité de mesure qui leur permettait de représenter facilement les très grandes distances qui séparent les étoiles et les galaxies. Ainsi, ils ont inventé l’année-lumière, qui est simplement la distance parcourue par un rayon de lumière en une année terrestre. Étant donné que la lumière se déplace à la vitesse fantastique de 300 000 kilomètres par seconde, et puisqu’il y a 60 secondes dans une minute, 60 minutes dans une heure, 24 heures dans une journée et 365 jours dans une année, on obtient la longueur d’une année-lumière en effectuant le calcul suivant : 300 000 km/s x 60 s/m x 60 m/h x 24 h/j x 365 j/a = 1 année-lumière Si on fait le calcul, une année-lumière équivaut approximativement à 10 000 milliards de kilomètres ! Un astre qui se trouve à une année-lumière de la Terre se situerait donc à environ 10 000 milliards de kilomètres de nous. Contrairement à une idée répandue, une année-lumière n’est pas une mesure de temps – ce que pourrait laisser croire la présence du mot « année » dans année-lumière --, mais bel et bien une mesure de distance, comme les centimètres, les mètres et les kilomètres. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 54/71 MÀJ 19 avril 2017 ANNEXE 6 – Exemple de maquette pour la constellation de la Grande Ourse et présentation du matériel Liste de matériel par équipe pour la situation problème Morceau de styromousse 28 X 43 cm Papier quadrillé 2.5 cm 10 perles en plastique (conçues pour la fabrication de bijoux) 10 morceaux de fil d’aluminium souple de 20 cm ou 10 baguettes de bois (style brochettes) Gommette ou ruban adhésif 1 carton rigide pour y coller les images des constellations que vous trouverez à l’annexe 7 Résultat final attendu On peut utiliser de petites boules de styromousse à la place des perles en plastique. Elles nécessitent moins de dextérité, mais ont le défaut d’être disproportionnées par rapport à l’échelle de travail utilisée. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 55/71 MÀJ 19 avril 2017 ANNEXE 7 – Modèles des constellations à coller sur du carton rigide et à fixer à l’extrémité de la plaque de styromousse avec de la gommette. 1 Cassiopée 14 10 3 45 / 8 5 Échelle: de 2 cm = 50 AL 2 Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 56/71 MÀJ 19 avril 2017 1 Céphée 14 1 1 3 5 Échelle: de 2 cm = 50 AL 2 Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 57/71 MÀJ 19 avril 2017 3 1 5 8 Orion 2 6 16 2 5 6 5 3 5 Échelle: de 2 cm = 125 AL 6 Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin 2 5 Page 58/71 MÀJ 19 avril 2017 2 5 4 5 La Grande Ourse 4 3 6 4 Échelle: de 2 cm = 20 AL Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin 4 Page 59/71 MÀJ 19 avril 2017 La Petite Ourse 8 3 3 5 3 5 7 2 1 7 2 Échelle: de 2 cm = 50 AL 3 10 2 5 Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 60/71 MÀJ 19 avril 2017 5 16 1 Taureau 5 4 16 5 6 3 6 Échelle: 6 6 de 2 cm = 25 AL Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 61/71 MÀJ 19 avril 2017 14 4 5 ANNEXE 8 – Grille de 2 cm à imprimer sur format 28 cm X 43 cm pour l’activité de résolution de problème Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 62/71 MÀJ 19 avril 2017 ANNEXE 9 – Carnet scientifique de l’élève Nom : Date : Carnet scientifique Les constellations en 3 dimensions Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 63/71 MÀJ 19 avril 2017 Les hypothèses de départ Lors de cette activité, tu construiras une maquette à l’échelle (modèle réduit) d’une constellation. Quelques hypothèses : Lorsque tu regardes une constellation dans le ciel, crois-tu que toutes les étoiles de cette constellation sont situées à la même distance de la Terre ? Explique ta réponse. Dessine la constellation de Cassiopée telle que tu la verrais si tu avais la chance de voyager à bord d’un vaisseau spatial et de te retrouver à côté d’elle, à droite. Cassiopée vue de la Terre Cassiopée vue de l’espace 2 Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 64/71 MÀJ 19 avril 2017 Constellation en construction Constellation : _______________________________________________ Représentation de ma constellation. Retranscription de mes données. Distance écrite sur la maquette Distance en cm Distance en années-lumière 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. = _______ années-lumière 3 Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 65/71 MÀJ 19 avril 2017 Imagine maintenant que tu te promènes en vaisseau spatial autour de ta maquette. Dessine ta constellation à partir de quatre points de vue différents. A C B D 4 Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 66/71 MÀJ 19 avril 2017 Retour sur les hypothèses Maintenant, je sais que… Lorsque tu regardes une constellation dans le ciel, crois-tu que toutes les étoiles de cette constellation sont situées à la même distance de la Terre ? Explique ta réponse. Dessine la constellation de Cassiopée telle que tu la verrais si tu avais la chance de voyager à bord d’un vaisseau spatial et de te retrouver à côté d’elle, à droite. Cassiopée vue de la Terre Cassiopée vue de l’espace 5 Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 67/71 MÀJ 19 avril 2017 Vers l’infini et plus loin encore… 1. Encercle le point de vue sur ta constellation que tu préfères : A B C D 2. Redessine ce que tu vois de ce point de vue ci-dessous. 3. Relie les étoiles entre elles afin de créer une nouvelle constellation. Quel nom donneras-tu à cette nouvelle constellation ? 6 Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 68/71 MÀJ 19 avril 2017 Quelle mystérieuse histoire pourrait bien décrire l’origine de ta nouvelle constellation ? Raconte-nous l’histoire de ta constellation. 7 Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 69/71 MÀJ 19 avril 2017 ANNEXE 10 – Grille d’observation Compétence disciplinaire : Mettre à profit les outils, objets et procédés de la science et de la technologie / Conception et fabrication d’instruments d’outils ou de modèle et identification des impacts reliés à l’utilisation de divers outils ou procédés. Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin L’élève est capable d’expliquer en quoi cette maquette lui permet de mieux se représenter le ciel. Nom des élèves : L’élève arrive à transposer sa vision du ciel à la maquette. N/O : non observé L’élève justifie ses réponses en s’appuyant sur ses observations. 1. L’équipe utilise adéquatement le matériel NON L’équipe fait des liens entre leurs hypothèses de départ et les observations que l’activité permet de faire. OUI L’équipe construit la maquette en respectant les consignes, l’échelle et les distances données. Compétence transversale : Coopérer Page 70/71 MÀJ 19 avril 2017 ANNEXE 11 – Grille d’appréciation Date:_________________________ Nom de l’élève: ___________________________ Annexe 11 : Grille d’appréciation Compétence: Mettre à profit les outils, objets et procédés de la science et de la technologie. Compétence transversale : Mettre en œuvre sa pensée créatrice Légende : B : Beaucoup et avec autonomie M : Moyennement et avec aide occasionnel D : Avec difficulté malgré le soutien apporté L’élève compile adéquatement des données dans un tableau. Il appuie ses hypothèses sur ses connaissances antérieures et sur ses observations. Pendant les activités de résolution de problème, l’élève note ses observations et représente adéquatement la constellation sous différents angles L’élève sait bénéficier des observations que la maquette lui offre pour mieux remettre ses hypothèses en question et pour proposer des explications en lien avec la problématique. Il utilise un langage propre aux sciences et à la technologie pour formuler des hypothèses ou des explications. L’élève utilise ses connaissances pour proposer une nouvelle constellation et une mythologie originale Critères d’appréciation basés sur les échelles des niveaux de compétence. Enseignement primaire Les constellations en 3 dimensions (SAÉ Science et technologie au Primaire) Maude Champagne, Isabelle Drolet, Marie-Eve Gagnon & Rosalie Jasmin Page 71/71 MÀJ 19 avril 2017
