Jeux de science et Robots - Les aventuriers l'enseignant
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Jeux de science et Robots
Les av
enturie
Guide d rs
l’ensei e
gnant
Editions du Pass
Espaces “Jeux de science” et “Robots”
Les espaces “Jeux de science” et “Robots” proposent une série d’expériences à la fois
simples et ludiques qui permettront à vos élèves d’approcher quelques phénomènes
scientifiques de façon amusante.
3 mots en constituent le fil rouge : percevoir – analyser – agir.
C’est ce que nous faisons à tout moment : les réalités que nous percevons grâce à nos
sens, nous les transmettons à notre cerveau pour qu’il puisse nous inviter à agir en
conséquence.
C’est aussi selon cette logique que sont conçus les robots, de plus en plus perfectionnés.
Des capteurs leur permettent de reconnaître leur environnement; ces données sont
envoyées au programme qui les analyse pour commander le passage à l’action.
“Jeux de science” débute après les casiers de vestiaires :
• dans la partie rose sont rassemblées les expériences liées au terme “percevoir”.
• dans la partie jaune, celles invitant à “analyser”.
• dans la partie verte, la thématique “agir”.
“Robots” : vous trouverez l’ “îlot robots” dans la partie bleue.
Tableau de répartition des missions
Mission 1 Mission 2 Mission 3 Mission 4 Mission 5 Mission 6
Equipe
1
Equipe
2
Equipe
3
Equipe
4
Equipe
5
Equipe
6
Espaces Jeux de science et Robots I Page 03Mission 01 I Mon Œil
Pour la mission
Rendez-vous au début de l’exposition, au panneau rose sur lequel il est
écrit “Mon oeil”. Cherchez le ?
C'est ici! Het is hier!
Tour à tour, regardez votre oeil, en appuyant sur le bouton orange, puis en tournant dé-
licatement le bouton qui se situe à droite. Que se passe-t-il quand la lumière est forte ?
> La pupille s’adapte et se rétrécit.
Et quand la lumière est faible ?
> La pupille s’agrandit pour laisser passer la lumière en direction de la rétine.
Connaissez-vous les différentes parties de l’oeil ?
Complétez la légende du dessin ci-dessous en écrivant les 3 mots manquants.
> I ris
Cornée >C
ristallin >R
étine
Nerf optique
[10+] Vous avez peut-être déjà remarqué sur des photos que certaines personnes avaient les
“yeux rouges”. A votre avis, pourquoi ? Recherchez la cause de ce phénomène et écrivez-la.
>L es rayons lumineux entrent dans l’oeil par un trou situé au milieu de l’iris, la pupille.
Dans des conditions normales, la pupille semble donc noire. Mais lorsqu’elle est
photographiée au flash, elle paraît rouge parce qu’elle n’a pas le temps de se refermer
et que la photo laisse apparaître la rétine qui, elle, est très riche en sang.
Pour la mission
Allez maintenant un peu plus haut dans la Pass’erelle, à la recherche
d’un panneau rose dont le titre est : “Voir l’invisible”.
C'est ici! Het is hier!
Choisissez un film à regarder au ralenti (validez votre choix en appuyant sur un des
boutons oranges). Magnifique, non ? C’est ce genre de ralenti que l’on utilise pour fil-
mer les compétitions sportives et voir plus de détails.
Pour mieux comprendre comment cela se produit, retrouvez les informations suivantes :
combien d’images par seconde filme en général une caméra “normale” ?
>U ne caméra normale filme 24 IMAGES/SECONDE, si vous souhaitez impressionner
vos élèves, vous pouvez leur dire que dans un film d’1h30, ils ont vu 129600 images !
Pour obtenir ce genre de ralenti, combien d’images par seconde peuvent capturer les
caméras rapides ?
> L
es caméras rapides peuvent filmer jusqu’à 2500 images/seconde.
Si nos yeux voient ces images au ralenti, c’est parce qu’elles sont filmées à 2500
images par seconde mais sont diffusées à 24 images par seconde. Cela nous permet
de voir ce que l’oeil humain ne peut voir dans la réalité.
Page 04 I Exposition Jeux de scienceMission 02 I Vagues de sons
Pour la mission
La mission s’effectue au niveau du gros tube entortillé autour d’une
lampe rose, au panneau intitulé “A la vitesse du son”.
C'est ici! Het is hier!
Chacun à votre tour, parlez dans une extrémité du tube tout en collant votre oreille à l’autre
bout. A votre avis, combien de temps environ met votre voix pour arriver à votre oreille ?
> 1 seconde
Quelle est la longueur du tube dans lequel vous avez parlé ?
Cherchez la réponse dans le petit texte.
>3 40 m. Donc, le son met un certain temps pour voyager.
Selon vos observations, la vitesse du son est de 340 m/s
Dans la mer, la vitesse du son est 4 fois plus élevée que dans l’air.
Pour la mission
Un peu plus haut, cherchez le grand tambour près d’un panneau où
il est écrit “Vagues de sons”.
C'est ici! Het is hier!
Chacun à votre tour, frappez un grand coup sur le tambour pendant que les autres
observent les miroirs placés en face.
Que se passe-t-il lorsqu’on frappe le tambour ?
>L es miroirs bougent, ce qui permet de visualiser le phénomène du son : en tapant
sur le tambour, on provoque des vibrations dans l’air, que l’on voit sur les miroirs
et que l’on entend via le bruit du tambour.
[10+] Après ces 2 expériences, lisez l’explication pour mieux compléter le petit texte
ci-dessous.
e son provient d’une vibration. Quand on produit un son, en parlant, avec un instru-
>L
ment de musique ou autrement, cela fait vibrer les molécules d’air. C’est un peu
comme les cercles qui apparaissent à la surface de l’eau quand on y jette un caillou.
Pour la mission
Enfin, jouez avec le son en vous rendant aux 2 grandes paraboles.
C'est ici! Het is hier!
Ce jeu se fait à 2 : chuchotez un secret dans l’anneau de la parabole. Votre copain,
de son côté, place son oreille contre l’anneau de l’autre parabole. Chut ! Top secret !
Que se passe-t-il ? Lorsque vous chuchotez, le son rebondit sur la parabole en face
de vous. Celle-ci l’envoie rebondir à nouveau sur l’autre parabole, qui le concentre en
un point (le foyer), là où l’autre place son oreille. C’est la forme de la parabole qui
permet ce phénomène.
Espaces Jeux de science et Robots I Page 05Mission 03 I Voir avec les mains
Pour la mission
Pour cette mission, rendez-vous vers le début de l’exposition en cherchant
de drôles de boîtes, près du panneau rose “Voir avec les mains”.
C'est ici! Het is hier!
Vous vous trouvez devant six boîtes dont on ne voit pas le contenu. D’après vous,
que se cache-t-il à l’intérieur ? Essayez de le deviner en passant, chacun à votre tour,
les mains dans chacune des boîtes. Quand vous pensez avoir trouvé la solution,
écrivez-la dans la colonne de gauche.
Ensuite, découvrez le contenu des boîtes en appuyant sur les boutons “solution”.
Aviez-vous raison ? Reportez les bonnes réponses dans la colonne de droite.
Après avoir touché l’objet, Nous avons regardé et
nous pensons que c’est... nous savons que c’est...
> une selle de vélo
> une jambière protectrice
> un gant de boxe
> un nain de jardin
> un canard en plastique
> un texte en braille
[10+] Dans une des boîtes, vous avez trouvé une plaque. Ce n’était pas une plaque banale :
en touchant les points qui sont mis en relief, les personnes mal voyantes peuvent lire !
C’est leur alphabet. Retrouvez sur cette fiche les lettres correspondant aux signes
ci-dessous et vous découvrirez le nom de cet alphabet.
> Il s’agit du mot Braille.
Page 06 I Espaces Jeux de science et RobotsMission 04 I Chaud, froid, je te vois
Pour la mission
Vers le haut de la Pass’erelle, vous trouverez une caméra thermique :
elle réagit en fonction de la chaleur dégagée par les éléments qui passent
C'est ici! Het is hier! devant elle ! Son écran vous montre une image de vous colorée de façon
bizarre !
Placez-vous devant la caméra tour à tour. Choisissez, pour chaque membre de l’équipe,
un personnage ci-dessous et marquez d’une croix les endroits de votre corps les plus
chauds : ce sont ceux qui apparaissent en rouge sur l’écran.
Tous les objets émettent des radiations dans l’infrarouge, donc invisibles à l’oeil nu.
Les caméras thermiques peuvent quant à elles les détecter. Plus un corps est chaud,
plus il y a d’ondes infrarouges émises, et plus l’image est rouge.
Les caméras thermiques ont de multiples applications dans la vie quotidienne ou
en recherche scientifique. Elles permettent, par exemple, de rendre visibles les
déperditions de chaleur d’un bâtiment ou d’un système de chauffage. Très utile
pour mieux isoler sa maison ! Pour les astrophysiciens, elles sont précieuses pour
détecter la présence d’étoiles à travers les nuages de poussières cosmiques.
Choisissez une partie de votre corps qui apparaît en vert sur l’écran et frottez-la.
En quelle couleur apparaît-elle maintenant ?
> rouge
A votre avis, pourquoi ?
>C ette caméra thermique fait apparaître les zones les plus froides en bleu et
les plus chaudes en rouge. Donc, après frottement du vêtement ou de la peau,
celui-ci devient plus chaud et apparaît en rouge.
Pour la mission
Un peu plus bas, cherchez le panneau jaune “Prise de tête”.
Allez près de la liste de mots en couleurs.
C'est ici! Het is hier!
Avant de commencer le jeu, écrivez chacun votre prénom dans le tableau ci-dessous.
Lisez les mots à haute voix sans oublier de démarrer le chronomètre (bouton jaune
pour le remettre à zéro, bouton vert pour le lancer).
Quand la liste de mots est terminée, indiquez votre temps sur la ligne : “Temps pour
les mots”.
Reprenez la liste et citez maintenant la couleur dans laquelle chacun des mots est
écrit. Notez votre temps sur la ligne “Temps pour les couleurs”.
Pour lequel des deux tests avez-vous fait le meilleur temps ? A votre avis, pourquoi ?
>P our analyser une situation, notre cerveau se base sur notre apprentissage,
nos habitudes. Il est désorienté lorsqu’on change les perceptions habituelles.
Ainsi, le mot “vert” écrit en jaune perturbe notre cerveau qui perçoit une contra-
diction, le temps que notre cerveau décode cette contradiction nous retarde pour
donner la bonne réponse.
Espaces Jeux de science et Robots I Page 07Mission 05 I Question d’équilibre
Pour la mission
Cherchez le panneau vert intitulé “Question d’équilibre”.
Il est situé vers le haut de la Pass’erelle. Cherchez le ?
C'est ici! Het is hier!
Suivez les consignes et montez chacun à votre tour sur le drôle de cycle derrière vous.
Essayez de faire un tour complet sans mettre pied à terre.
Est-ce facile de rester en équilibre ? Expliquez en quelques mots.
> Vos élèves parleront sûrement d’équilibre, de la forme du cycle qui est insolite,
de la pente de la Pass’erelle,... Laissez-les exprimer leur ressenti.
A votre avis, quelles sont les parties de votre corps qui interviennent pour le maintenir
en équilibre ?
> Ecoutez ce qu’ils ont à dire.
Lisez à présent le panneau pour compléter votre réponse.
> Les cellules nerveuses de nos muscles, notre peau, nos yeux, notre oreille interne
jouent le rôle de capteurs pour que notre corps puisse rester en équilibre.
On pourrait appeler une partie de ces éléments les “capteurs du corps”.
Vers quel organe envoient-ils l’information ?
> Ces capteurs envoient à notre cerveau des informations sur l’environnement,
la position et les mouvements de notre corps.
Pour la mission
Maintenant que vous avez testé cet engin très compliqué,
essayez le vélo situé à proximité, au panneau “Belle mécanique”.
C'est ici! Het is hier! Lorsque vous pédalez, une belle surprise apparaît !
Page 08 I Espaces Jeux de science et RobotsMission 06 I Les robots, en trois mots
Pour la mission
La mission s’effectue en haut de la Pass’erelle, au niveau des panneaux
C'est ici! Het is hier!
bleus et des robots en vitrine.
Dirigez-vous d’abord vers le panneau qui longe la petite estrade.
Vous le reconnaîtrez à son titre : “3 mots pour faire un robot”.
Trouvez, dans les textes autour des écrans, les trois verbes qui résument le fonction-
nement d’un robot. Pour vous aider, vous trouverez ci-dessous la première lettre de
chacun d’eux et un tiret par lettre manquante.
> Percevoir / analyser / agir
Percevoir : le robot est une machine en interaction constante, physique et directe avec
son environnement. Il dispose de différents dispositifs capables de faire office d’oeil,
d’oreille, de sonar, de nez ou même de peau. C’est ce qu’on appelle des capteurs.
Analyser : ces informations ne sont d’aucune utilité sans un “cerveau” (le programme)
pour les analyser et transmettre les commandes qui découlent de cette analyse aux
parties mécaniques du robot.
Agir : reste au robot à remplir la mission qui lui est dévolue. Il s’agit de manipuler des
objets, de se déplacer, de mettre en marche des outils ou encore d’entrer en commu-
nication avec d’autres machines ou avec les hommes.
[10+] Mais à quoi peuvent servir les robots ? Pour en savoir plus, allez observer le bras articulé
installé derrière un jeu de “Puissance 4”. Sur le panneau bleu situé sur la gauche,
cherchez : à quoi servait-il auparavant ? Entourez la bonne réponse.
a) Il peignait des voitures.
> b) Il travaillait dans une usine de médicaments.
c) Il vissait des bouchons sur des tubes de dentifrice.
Citez une autre tâche pour laquelle on utilise parfois un robot dans une usine.
> Peindre, souder, assembler, emballer : toutes les tâches effectuées à la chaîne.
De l’autre côté de l’estrade, vous trouverez une série de robots dans une
Pour la mission
vitrine. Observez-les bien : ils sont très différents les uns des autres !
C'est ici! Het is hier! Près des écrans sous la vitrine se trouvent encore quelques explications.
Citez un film où on voit un ou plusieurs robots.
> Wall-E, La guerre des étoiles, I-Robot, Transformers, Robots, Astro Boy...
Et à la maison, pour quelle(s) tâche(s), par exemple, peut-on utiliser un robot ?
> Les robots peuvent surveiller la maison, la nettoyer, entretenir le jardin…
Mais ce qu’on appelle un “robot ménager” ne correspond plus vraiment à la
définition d’un robot.
[10+] Dans les endroits dangereux ou dans des milieux extrêmes, les robots peuvent
effectuer des missions que les humains ne pourraient pas prendre en charge.
Choisissez, dans le texte, 3 de ces milieux et inscrivez-les ci-dessous.
> Dans l’espace ou les fonds marins, dans les champs de bataille (pour déminer
les sols par exemple), dans les centrales nucléaires,…
Espaces Jeux de science et Robots I Page 09Défi I Il y a des robots partout !
Rassemblez vos élèves autour de vous dans l’espace mis à votre
disposition à proximité des robots.
Revenez sur la mission 6, qui parle du monde de la robotique.
Discutez avec vos élèves : ont-ils compris pourquoi on parle des 3 termes percevoir –
analyser- agir ?
Demandez-leur de bien regarder le dessin sur la page ci-contre et d’essayer de re-
trouver le plus possible de robots. Sont-ils tous d’accord ?
Voici quelques éléments de réflexion pour alimenter la discussion :
Quand on évoque le mot “robot”, on imagine souvent une machine qui ressemble à un
homme et peut réaliser toutes les tâches qu’on n’aurait pas envie de faire nous-mêmes...
Mais aujourd’hui, un robot peut avoir des apparences bien diverses : l’un peut être un
chien, un autre un aspirateur ou un simple bras articulé, comme vous l’avez vu dans
l’exposition.
Il peut être utilisé de différentes manières : pour effectuer les tâches répétitives dans
une usine, aller explorer les fonds des océans et les autres planètes... ou simplement
nous tenir compagnie.
Que faut-il alors pour mériter l’appellation “robot” ?
Un système qui lui permet de bouger. Par exemple un moteur.
Des capteurs qui l’aideront à reconnaître son environnement.
Un système électronique et/ou informatique pour le commander et le contrôler.
Tout le monde, même parmi les spécialistes, n’est pas d’accord sur ce qu’est exactement
un robot. L’ascenseur, par exemple, est-ce un robot ? Pour certains oui, puisqu’il com-
porte des capteurs qui peuvent donner des indications à la machine et l’emmener vers
un étage déterminé; mais pour d’autres,non, car il n’est pas “intelligent”.
De même, une machine à laver classique n’est pas un robot, mais plutôt un automate
programmable tandis qu’une machine qui analyse le poids du linge pour envoyer la
quantité d’eau en conséquence en serait un...
Page 010 I Espaces Jeux de science et RobotsAvec le soutien des
fonds structurels
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