Bibliothèque de ressources pédagogiques pour le secondaire

Bibliothèque de ressources pédagogiques pour le secondaire 2020-06-29T12:42:57+02:00

ESERO Belgium : vos solutions pour concrétiser les apprentissages dans le secondaire, grâce à l’espace.

Vous êtes à la recherche de ressources pédagogiques qui donneront un rôle actif à vos élèves en classe et qui vous permettront, de manière efficace, concrète et motivante d’enseigner le contenu de vos programmes scolaires ? ESERO met à votre disposition un ensemble de ressources pédagogiques dans sa bibliothèque en ligne, ci-dessous. Nos ressources sont classées par matière (Physique, Chimie, Biologie, Technologies) et sont accessibles pour vous à tout moment.

Les exoplanètes

Exoplanètes: à la recherche d’autres « Terre » !

Partez à la découverte du cosmos et des milliers de planètes situées hors de notre système solaire : les exoplanètes. La place de notre Terre dans le système solaire, son atmosphère et l’effet de serre font partie des conditions qui ont rendu possible l’apparition de la vie sur notre planète. Serait-il possible que la vie soit apparue ailleurs dans l’Univers ? Pour répondre à cette question, il est nécessaire de trouver et d’étudier d’autres planètes avec des conditions similaires. Grâce à ces 7 activités, vos élèves partiront à la découverte des exoplanètes et de leurs découvertes.

La Terre et l’effet de serre

L’effet de serre n’est pas seulement dû à l’homme. Cette activité illustre l’utilité de l’effet de serre naturel, en expliquant les modifications que l’humain y apporte. De plus, la position de la Terre dans le système solaire et son influence sur l’apparition de la vie sont abordées. À l’aide d’une vidéo et de débats, les élèves apprendront ces notions capitales au vu du contexte écologique actuel.

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La valse des planètes

Après une brève introduction sur le système solaire, les élèves apprennent les différents modèles qui ont été utilisés pour expliquer le mouvement des astres (Géocentrisme – Héliocentrisme). Pour se réapproprier la matière, ils réalisent une ligne du temps des évolutions. Quelques questions annexes sont présentées pour permettre un échange sur base de leurs connaissances initiales.

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La vie hors du système solaire

Le CERN a développé une application de réalité augmentée pour illustrer la théorie du Big Bang. Après s’être documentés sur le sujet à l’aide de textes fournis, les élèves utilisent l’application pour mettre en relation les explications qu’ils ont lues et une vidéo. De plus, l’activité prévoit une introduction au système planétaire TRAPPIST découvert par des Belges.

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Modéliser la détection des exoplanètes

Dans cette activité, les élèves vont réfléchir à la conception d’un modèle et à la planification d’une expérience. Avec pour thème « La détection des exoplanètes », les élèves vont émettre une hypothèse sur la manière d’identifier les exoplanètes malgré l’impossibilité de les distinguer directement. Ensuite, ils vont concevoir les plans de leur système à l’aide de questions guidées.

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Réalisation du modèle et prise de mesures

Les plans du modèle ayant été réalisés, il est temps de réaliser un modèle et de prendre les mesures. Les élèves vont créer un modèle à l’aide de conseils et le comparer à celui qu’ils avaient imaginé pour voir les similitudes et les différences. Ils réalisent ensuite les mesures qui serviront à la réalisation du graphique.

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Analyses des résultats et présentation

Les élèves analysent leurs mesures à l’aide d’un graphique. Afin de tirer des conclusions et de vérifier l’hypothèse de départ. Ensuite, à l’aide des données du système TRAPPIST-1, les élèves tirent des conclusions sur l’influence de la structure du système au travers de leurs observations. Pour finir, une explication permet de comprendre comment les caractéristiques des planètes peuvent être déterminées à l’aide de mesures.

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Retour sur mon parcours

Dans cette activité, les élèves vont réfléchir à ce qu’ils ont appris durant le parcours, ce qu’ils ont aimé, les parties plus complexes, les métiers  découverts,… C’est également l’occasion pour vous de réaliser un bilan du parcours afin de l’adapter pour une prochaine utilisation. Nous serions également ravis d’avoir votre retour.

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Physique

Whoosh Bottle – les lois de Newton

Dans cette activité, de l’alcool et de l’air sont mélangés dans une bouteille avant d’être enflammés, pour simuler les principes physiques des moteurs de fusées. Les élèves vont observer une rapide réaction accompagnée d’un « whoosh » sonore. Ils discuteront des similarités et différences entre la réaction en laboratoire et la réaction qui se produit dans les fusées. Ils termineront cette activité en appliquant mathématiquement les lois du mouvement de Newton.

Cette activité peut être exécutée comme une démonstration ou comme une activité à réaliser par les élèves.

Les puits de gravité

Modélisation des orbites et compréhension de leurs principes.

En réalisant cet ensemble d’activités, les élèves apprendront comment les objets se déplacent sous l’influence de la gravité en simulant des orbites et en observant leurs propriétés dans une modèle de champ gravitationnel simple à construire.
Les élèves pourront ensuite relier les trois lois du mouvement planétaire de Kepler à leur compréhension de la gravité, avant de découvrir les points de Lagrange dans un système à deux corps.

Les ellipses

Vitesse et période orbitale des corps en orbite.

Au cours de cette activité, les élèves utiliseront un panneau elliptique pour mesurer la vitesse et la distance parcourue par un objet qui décrit une orbite elliptique. Les résultats seront ensuite rapportés dans un graphique Vitesse-Temps afin de comprendre comment la gravité affecte (ou modifie) la vitesse d’une planète ou d’un satellite qui décrit une orbite elliptique.

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3, 2, 1 décollage !!

Etude de la balistique.

Dans cet ensemble de 3 activités, les élèves auront l’occasion de concevoir et de construire leur propre fusée en papier et de les faire décoller. Ils apprendront ce qui est nécessaire aux fusées pour assurer leur stabilité et en calculeront la trajectoire et la vitesse. Ils apprendront la vitesse requise pour quitter la Terre et découvriront pourquoi la Lune a le potentiel d’être un tremplin pour les futures explorations spatiales. Enfin, ils calculeront l’accélération au décollage de leur fusée et replaceront cette accélération dans le contexte d’un réel décollage avec la Force-G subie par les astronautes.

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Biologie

Sol martien

Lors de la réalisation de cette activité, les élèves seront amenés à comparer des mélanges de solides et à appliquer des méthodes de recherche pour identifier des caractéristiques. Ils apprendront à décrire la roche et la terre à partir de leurs caractéristiques, notamment l’aspect, la texture et la perméabilité.

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Rechercher la présence de micro-organismes

Au cours de cette activité, les élèves chercheront des preuves de vie dans 3 échantillons du sol martien. Les élèves constateront que certains micro-organismes produisent du dioxyde de carbone en présence des bons nutriments. Ils illustreront l’évolution dynamique du CO2 produit à l’intérieur de l’échantillon.

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La vie peut-elle survivre dans un environnement alien?

Etude des environnement adaptés à la vie.

Dans cette activité, les élèves se demanderont si les formes de vie présentent dans les environnements extrêmes de la Terre pourraient survivre ailleurs dans le système solaire. Les élèves examineront les caractéristiques de différents endroits du système solaire et utiliseront ensuite les fiches d’information de quelques exemples d’extrémophiles pour formuler des hypothèses sur ce qui, selon eux, pourrait survivre dans les différents environnements extraterrestres.

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Les oursons d’eau

Expériences de laboratoire sur les tardigrades.

Dans cette série d’activités expérimentales, les élèves étudieront les capacités de survie des tardigrades, aussi appelés oursons d’eau. Ils étudieront comment ils peuvent capturer des oursons d’eau et quelles conditions extrêmes ils peuvent simuler en laboratoire. Ils exposeront les oursons ramassés à ces conditions extrêmes et en viendront à une conclusion sur les environnements dans lesquels ils peuvent survivre. Le but de cette ressource est de tester la résistance des tardigrades aux conditions environnementales extrêmes et de relier leur capacité de survie à l’environnement spatial.

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Chimie

Whoosh Bottle : La mini-bouteille explosive

Dans cette expérience, les élèves réaliseront une réaction de combustion en utilisant un mélange d’alcool et d’air dans une bouteille d’eau en plastique. Les élèves observeront une réaction rapide accompagnée par un bruit d’«explosion » spectaculaire, imitant ce qui se produit lorsque des carburant sont enflammés durant un vrai lancement de fusée. À travers leurs réponses aux questions de discussion, les élèves seront d’abord amenés à conclure que les réactions de combustion sont exothermiques. Ensuite, ils identifieront les réactifs et les produits de réaction, tout en prenant en compte les différents carburants. Les élèves s’entraîneront aussi à équilibrer des équations chimiques.

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Extraction de l’eau du sol lunaire

Etude de la filtration et de la distillation.

Dans cette ressource, les élèves se renseigneront sur les changements d’état de la matière en utilisant l’eau sur la Lune comme exemple. Ils interpréteront les données d’un graphique de la pression et de la température de l’eau pour permettre une discussion sur la façon dont les changements d’état sont différents sur la Lune par rapport à ce à quoi nous sommes habitués sur Terre. Ils compareront ensuite deux méthodes de séparation des mélanges, dans le contexte de l’extraction de l’eau du sol lunaire. On leur remettra des blocs analogues de sol lunaire préparés à l’avance et on comparera la distillation simple à la filtration et on décidera laquelle est la plus efficace sur la Terre et sur la Lune.

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Technologies

Commencer à travailler avec Astro Pi

Grâce un ensemble de 4 activités, les élèves vont comprendre le langage et maitriser les bases de la structure de programmation du Python en utilisant le Raspberry Pi.
La première activité permettra aux élèves de comprendre ce qu’est un Raspberry Pi et d’identifier ses composants.
La deuxième activité leur permettra de comprendre le langage informatique et les instructions de base du code Python. Au terme de cette activité, les élèves auront l’occasion d’écrire leur premier programme.
La troisième et  la quatrième activité permettront aux élèves d’approfondir leurs connaissances en programmation. Au terme de ces acticités, les élèves auront l’occasion de programmer un quiz scientifique et de dessiner des formes géométriques à l’écran grâce au module Turtle de Python.

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Prise en main du Sense HAT

Cet ensemble de cinq activités permettra aux élèves d’apprendre à monter la matrice de LED Sense HAT pour pouvoir s’en servir à des fins scientifiques.

Le Sense HAT est utilisé pour afficher des formes, des icônes et des messages à un observateur grâce à des LED blanches et colorées.

Les élèves vont apprendre comment les LED tricolores se combinent pour former des lumières colorées et blanches de différentes intensités. Ils piloteront la couleur de toutes les LED ou de LED individuelles, en utilisant différentes structures de données dans Python. Notamment, des listes et des variables entières. Pour finir, les élèves utiliseront un éventail de méthodes de la bibliothèque Sense HAT pour manipuler le texte et les images sur l’écran à LED.

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Comment collecter les données de l’Astro Pi ?

Cet ensemble de trois activités permettra aux élèves d’apprendre à utiliser  des capteurs du Sense HAT pour collecter des données environnementales.

Les élèves vont programmer l’Astro Pi pour collecter des données de température et d’humidité de l’environnement. Ils vont, d’une part, simuler le système de régulation d’humidité de l’ISS et, d’autre part, recueillir des données dans leur environnement.

Ils prendront également des mesures d’accélération pour détecter l’orientation et identifier le sens de la pesanteur.

L’objectif est d’enregistrer, analyser et afficher des données en utilisant les capteurs du Sense HAT et les instructions de base du code.

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Un potager sur Mars

Construction d’un système d’arrosage automatique

Les élèves exploreront la technologie utilisée dans l’espace grâce à l’outil Arduino. Ils construiront un système d’arrosage automatique qui mesurera l’humidité du sol et arrosera une plante en conséquence. Les bases de la programmation en C++ seront introduites à l’aide du logiciel Arduino Integrated Development Environment (IDE).

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Géographie

Les océans: t’es au courant?

Etude des courants marins et de leur impact sur le climat.

Dans cette série d’activités, les élèves utiliseront un outil multimédia pour en savoir plus sur les courants marins, les « autoroutes des océans » et leur importance pour la compréhension des climats locaux. À l’aide d’une activité pratique, ils étudieront les causes des courants océaniques. Ils utiliseront également des images satellites pour analyser la température de la surface de la mer et comprendre pourquoi les observations par satellite sont utiles pour surveiller les courants marins.

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L’effet de serre et ses conséquences

Enquête sur le réchauffement climatique.

Cet ensemble d’activités a pour objectif de faire comprendre aux élèves les effets généraux du réchauffement climatique via des expériences pratiques et l’interprétation d’image satellitaires.

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La banquise vue de l’espace

Enquête sur les glaces de l’Arctique et sur leur impact climatique.

Dans cette série d’activités, les élèves étudieront la banquise de l’Arctique. Tout d’abord, ils réaliseront une activité pratique pour découvrir ce qui se passe « lorsque l’océan gèle ». Ensuite, ils utiliseront des images satellites pour analyser la concentration et l’étendue de la banquise et comment ces paramètres ont changé au cours des dernières décennies. Ils apprendront où, dans le monde, il est possible de trouver ces glaces et analyseront les données satellitaires récentes et à long terme sur la concentration des glaces dans l’Arctique. Cette activité porte sur l’un des indicateurs les plus importants dont disposent les scientifiques pour étudier le changement climatique et ses conséquences possibles.

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