Cette collection d'activités fournit des méthodes pratiques aux élèves de la maternelle à la 2e année pour explorer le monde naturel, apprendre à faire des observations et à réfléchir aux phénomènes naturels et conçus de manière nouvelle. 

Introduction

Les élèves de la maternelle à la 2e année sont émerveillés et motivés par la curiosité et les nouvelles découvertes. Ils sont pleins de questions, aiment explorer et comprennent mieux les exemples concrets (vs les modèles abstraits). Ce groupe d'âge (et d'autres groupes d'âge) devrait se concentrer sur l'observation et la description des phénomènes naturels et capturer à la fois ce qu'ils remarquent et ce qu'ils se demandent lorsqu'ils apprennent à enquêter sur des questions où des données qualitatives ou quantitatives sont collectées. Les élèves devraient commencer à reconnaître les systèmes et les composants qui interagissent en leur sein. Les élèves devraient également commencer à remarquer des régularités et être capables de les décrire.

Dès l'âge de 5 à 8 ans, les élèves commencent à identifier les problèmes et à concevoir des solutions. Travailler à travers les étapes du processus de conception technique avec ce groupe d'âge favorise le travail d'équipe, l'acceptation des idées des autres et la capacité de fournir des commentaires de manière constructive.

Normes pertinentes

Certain et les concepts et compétences liés à la conception technique sur lesquels les étudiants de la maternelle à la 2e année se concentrent spécifiquement par le biais des idées fondamentales disciplinaires (DCI), des pratiques scientifiques et d'ingénierie (SEP) et des concepts transversaux des normes scientifiques de la prochaine génération sont paraphrasés ci-dessous. Pour en savoir plus sur les normes et les trois dimensions, veuillez cliquer sur les liens.

Concepts de conception technique K-2 (NGSS K-2-ETS1)

  • Poser des questions et faire des observations sur le monde naturel
  • Définir les problèmes à résoudre
  • Analyser les données des tests
  • Transmettre des conceptions à travers des croquis, des dessins ou des modèles physiques
  • Comparez et testez les conceptions
  • Reconnaître que la structure d'un objet est liée à sa fonction

Concepts de la maternelle (NGSS K-PS3-2)

  • Concevoir et construire une structure qui réduira les effets de réchauffement de la lumière du soleil sur une zone
  • Concevoir des solutions aux problèmes
  • Identifier les relations de cause à effet

Concepts de 1ère année (NGSS 1-LS1-1)

  • Explorer la relation entre la structure et la fonction des parties animales et végétales externes
  • Reconnaître que les humains utilisent leur connaissance du monde naturel pour concevoir des produits
  • Concevoir des solutions aux problèmes humains en imitant les structures naturelles

Concepts de 2e année (NGSS 2-LS2-2)

  • Explorer la relation entre la structure et la fonction
  • Développer des modèles
  • Étudier les structures animales et végétales liées à la dispersion et à la pollinisation des graines
  • Utiliser des modèles dans le cadre du processus de conception technique

Marche de la confiance de la nature

Cette activité pratique amène les élèves à « entrer en contact » avec la nature et à explorer les caractéristiques externes des plantes et des arbres (1-LS1-1, LS1.A). Il fait partie du programme gratuit des sorties éducatives de cinq minutes (page 4) qui peut être téléchargé ci-dessous. Cette activité encourage les élèves à utiliser d'autres sens que leurs yeux pour l'observation. Pendant cette activité, demandez aux élèves de réfléchir aux structures qu'ils touchent et d'utiliser des termes descriptifs pour les expliquer les uns aux autres. Ils peuvent également parler à leur partenaire de la fonction de l'arbre ou de la partie de la plante et réfléchir à la manière dont la structure et la fonction sont liées.

Si vous ne pouvez pas emmener les élèves à l'extérieur, vous pouvez faire une activité similaire à l'intérieur avec une sélection de matières végétales ou d'autres objets naturels, que les élèves peuvent manipuler en toute sécurité les yeux bandés. Le Biomimicry InstituteL'activité de la fonction « Voir » de propose des idées d'animation.

Enquête sur les structures des punaises des pilules

Une fois que les élèves ont passé du temps à s'intéresser aux structures végétales d'une nouvelle manière, demandez-leur d'explorer les structures animales et leurs fonctions. Les insectes sont un type d'animal facile à observer pour les élèves.

Selon la période de l'année, ceux-ci sont facilement disponibles juste devant votre porte, ou les cloportes peuvent être commandés à relativement peu de frais auprès de diverses entreprises. Les animaux vivants de toutes sortes apportent une excitation sans précédent à la salle de classe !

La leçon Enquêter sur les structures des cloportes se concentre spécifiquement sur la structure et la fonction des caractéristiques des cloportes. Il apparaît dans la colonne «Teaching Through Trade Books», publiée par la National Science Teaching Association (NSTA) dans la revue Science & Enfants et nécessite un petit investissement monétaire (1.29 $) pour les non-membres. L'activité aborde l'anglais/les arts du langage en incorporant le livre pour enfants Pilules, par Monica Hughes. Bugs R Us, une activité similaire du programme Five Minute Field Trip discuté ci-dessus (page 32), offre une option entièrement gratuite.

Demandez à Nature Nugget : "Comment les pangolins se protègent-ils ?"

Pour aider à fournir des exemples et des explications supplémentaires sur la façon dont les structures et les fonctions des plantes et des animaux peuvent inspirer des solutions humaines, partagez avec les élèves un ou plusieurs exemples de vidéos d'AskNature Nuggets. Ces vidéos d'une minute et demie présentent les liens entre la nature et le design. Le pangolin est un excellent point de départ car il possède des structures corporelles externes ayant une fonction similaire à celle d'un cloporte.

vignette vidéo

Le but des pièces

Une autre activité de la National Science Teachers Association, The Purpose of Parts (1.29 $) propose une fantastique activité explicative interdisciplinaire qui utilise des livres commerciaux pour enfants et des phénomènes réels (dans ce cas, des plumes) pour aider les élèves à en apprendre davantage sur le biomimétisme. Les élèves observent de vraies plumes et apprennent comment différents types de plumes peuvent remplir différentes fonctions sur le même oiseau. Ils explorent ensuite des parties d'autres animaux ou plantes et réfléchissent à la façon dont les parties qu'ils observent pourraient inspirer une conception pour résoudre un problème humain. Enfin, ils recherchent des conceptions réelles inspirées par la nature. AskNature est une ressource fantastique pour aider les étudiants à identifier les organismes dont les parties ont inspiré des innovations.