Exemple de planification d’une semaine de projet scolaire STEM au bord de l’espace

Un vol stratosphérique est très adaptable en termes de temps et de contenu, de sorte que “La salle de classe au bord de l’espace” est un projet qui peut être aussi bien mené du CM2 à la Terminale, mais également en centres de formation professionnelle ou à l’université. Le planning suivant représente une semaine type pour une durée de 4-5 jours, qui peut également être répartie sur plusieurs unités d’enseignement et donc sur un semestre scolaire.

En outre, différents cours scientifiques peuvent se joindre au projet de manière autonome, dans lequel, par exemple, le cours de biologie développerait une expérience, tandis que les physiciens penseraient à la construction parfaite de la sonde dans les conditions extrêmes de la stratosphère. Les informaticiens programmeraient un enregistreur de données pour enregistrer les données de mesure pendant tout le vol stratosphérique.

Datalogger evaluation

1: Introduction (durée: 1 jour)

Questions clés / Missions Méthodologie / Média
  • Nous aimerions lancer un ballon-sonde dans la stratosphère avec caméra et capteurs. De quoi avons-nous besoin ?
  • Quels sont les défis à relever et comment les résoudre ?
  • Quels sont les risques encourus ?
  • Quels sont les matériaux adaptés à cette mission ?
  • À quoi ressemble une sonde ? Créez vos propres ébauches sur papier (sonde, parachute, ballon, caméra)
  • Quel gaz utilise-t-on pour le ballon-sonde ? Pourquoi ?
  • Pourquoi le ballon-sonde développe-t-il une flottabilité ? Travail de groupe : 30 minutes. Montrer la vidéo simplifiée portant sur les mathématiques (principe d’Archimède)
  • Quelles sont les couches de l’atmosphère terrestre ? À quelles altitudes se trouvent-elles ? (Comparaison par rapport à la plus haute montagne d’Allemagne, à la plus haute montagne du monde, à l’altitude atteinte par un Airbus A380, au ballon-sonde, où commence l’espace ?)
  • Montrer la photo de la stratosphère, puis échange par binomes :
    • (1) Les élèves rassemblent d’abord leurs pensées sur des cartes, de manière individuelle.
    • (2) Les élèves échangent ensuite avec leur partenaire.
    • (3) Toutes les questions / problèmes sont triés et affichés sur le tableau d’affichage
  • Présentation des résultats, suivie d’une séance de questions.
  • Former des groupes de travail , chacun se concentrant sur l’un des points suivants :
    • (1) Conception de la sonde
    • (2) Technologie (appareil photo, batterie, GPS)
    • (3) Enregistreur de données
    • (4) Expérience
    • (5) Marketing / Vidéo
  • Voir l’article Univers des merveilles (à propos de Stratoflights)
  • Inscription du ballon-sonde via notre outil (exemplaire, la vraie permission doit être obtenue 2-4 semaines à l’avance)
  • Vérifier les prévisions météorologiques pour la journée de vol
  • Prévision de l’itinéraire de vol à l’aide de notre outil
  • L’équipe marketing peut, à l’aide de la caméra, enregistrer toutes les étapes de travail en vue de préparer la présentation finale.

2: Préparation du projet (durée: 1-2 jour(s))

Questions clés / Missions Méthodologie / Média
  • Conception et construction de la sonde
  • Mesures de test de l’enregistreur de données
  • Comment les données peuvent-elles être évaluées ? (par exemple dans Excel, via Google Earth, ou en utilisant les outils en ligne de Stratoflights)
  • Test GPS : Comment fonctionne la localisation par satellite ? Comment fonctionne le traceur GPS dans la pratique ?
  • Quelle est la masse au décollage de la sonde ?
  • Quelle quantité d’hélium est nécessaire pour l’ascension du ballon ?
  • Les élèves travaillent en petits groupes sur leurs travaux respectifs, documentent leurs avancées et communiquent les uns avec les autres.
  • Voir le tutoriel Stratoflights sur le ballon-sonde
  • Approvisionnement en matériaux et outils de construction
  • Positionner le nom de l’expérience ou un objet devant l’appareil photo (par exemple, thermomètre, mascotte de l’école, logo du commanditaire, photo de classe).
  • Outils Stratoflights pour l’évaluation des données de mesure
  • Instructions et tutoriels de Stratoflights
  • Publicité dans sa propre école pour invitation à l’observation du vol stratosphérique

3: Exécution du vol stratosphérique (durée: 1 jour)

Questions clés / Missions Méthodologie / Média
  • Réalisation et inspection finale de la sonde
  • Tester le fonctionnement de l’équipement
  • Vérifier la quantité d’hélium requise
  • Départ du ballon-sonde
  • Localisation et récupération du ballon
  • Créer un groupe WhatsApp afin de tenir tout le monde au courant lors de la récupération
  • Mise à jour des prévisions de vol
  • Déterminer les assistants de vol qui seront chargés de remplir le ballon-sonde
  • Organiser le covoiturage (si nécessaire après l’école avec les parents)

4: Evaluation des données de mesure et présentation des résultats (durée : 1-2 jours)

Questions clés / Missions Méthodologie / Média
  • Comment s’est passée la récupération du ballon-sonde?
  • Quels résultats de mesure avons-nous enregistrés ?
  • Comment pouvons-nous les interpréter ? Pourquoi la température baisse-t-elle à mesure que l’altitude augmente, puis finit par augmenter à nouveau ?
  • Quels sont les effets de la couche d’ozone sur l’évolution de la température et pourquoi ?
  • Comment expliquer la diminution de la pression atmosphérique ? Ce phénomène est-il proportionnel ? Pourquoi ?
  • Montage d’une documentation vidéo
  • Quels ont été les apprentissages pédagogiques de ce projet ? Sommes-nous satisfaits des résultats ?
  • Qu’est-ce qui a bien ou moins bien fonctionné dans le groupe d’apprentissage ? Que feriez-vous différemment la prochaine fois ?
  • Documentation sous forme d’instructions pour les années suivantes
  • Visualisation des enregistrements vidéo
  • Exploitation des données de mesure dans Excel
  • Evaluation des données de mesure dans l’outil Stratoflights pour Google Earth
  • Création d’affiches / présentations PowerPoint (réponses à de courtes questions en classe au préalable) :
    • (1) Quelles sont les différentes couches atmosphériques ?
    • (2) Pourquoi l’hélium assure-t-il la flottabilité ? (Principe d’Archimède)
    • (3) Quel équipement est nécessaire pour une mission spatiale ?
    • (4) Comment fonctionne la localisation ? (traceur GPS prévision d’itinéraire de vol)
    • (5) Comment la sonde doit-elle être conçue ? À partir de quel matériel ?
    • (6) Quels sont les défis et les difficultés générales rencontrés au cours de ce projet ?
    • (7) Pourquoi un ballon-sonde éclate-t-il en dès son entrée dans la stratosphère ?
    • (8) Quelles conclusions pouvons-nous tirer des résultats obtenus par l’enregistreur de données ?

Avantages du projet

  • Expérience pédagogique exceptionnelle pour les élèves aventureux afin de susciter la curiosité et un enthousiasme pour les sciences.
  • Interdisciplinarité: combinaison des différentes matières appartenant au champ des STEM
  • Alliance de la théorie et de la pratique: des objectifs et tâches clairs et orientés vers la pratique.
  • Acquisition de compétences aussi bien techniques qu’organisationnelles et méthodiques
  • Matériel didactique disponible chez Klett, portant par exemple sur la météo et l’effet de serre/le trou d’ozone
  • Utilisation de divers outils : graphiques, feuilles de travail, textes scientifiques, vidéos, photos, actualité, ensemble de formules, fiches de données, recherches informatiques, supports de présentation.
  • Une référence au programme d’étude peut être établie
  • Un impact marketing sur l’école et le champ des STEM de manière générale

En fonction du niveau de connaissance de la classe et des intérêts des élèves, la focalisation peut varier d’un projet à l’autre. Les propositions d’enseignement ci-dessus ont pour but de fournir une orientation sur diverses matières du champ des STEM qui s’intègrent très bien au programme d’études et aux normes éducatives.

L’aspect le plus positif d’un tel vol stratosphérique est que le projet est très stimulant et constitue une excellente plate-forme d’apprentissage pour les matières scientifiques, permettant aux étudiants de démontrer leurs compétences et de répondre à de nouvelles exigences d’apprentissage à travers un projet pratique fascinant.

» Ces écoles montrent l’exemple. «

Si vous êtes à la recherche d’idées de projets scolaires passionnants, un vol stratosphérique offre le cadre idéal pour diverses expériences et objectifs d’apprentissage. Dans notre galerie, nous avons publié certains vols réalisés par des écoles ou des particuliers pouvant vous inspirer.