Pour ce projet, j’utilise le thème de cette année : la maquette de l’école. Toutefois, cela peut être utilisé pour d’autres projets : réaliser la maquette de sa chambre, d’un monument historiques, etc. Je réalise ce projet avec ma classe verticale de 5e et 6e primaire à l’Institut de l’Annonciation, une école primaire et maternelle à Schaerbeek. J’en suis à la phase de modélisation. Lorsque nous passerons à l’impression, je mettrai à jour cet article avec un retour sur le produit “fini”.

Matériel et outils utilisés

• Imprimante 3D (matériel personnel, mais j’ai le projet d’en acheter une pour l’école quand un budget se dégagera)
• Filament pour l’imprimante 3D (achat personnel)
• Ordinateurs portables de l’école et personnels
• Plateforme en ligne Tinkercad

Préparation

• J’ai préparé tous les ordinateurs avec Linux Mint
• Accès à Tinkercad via la plateforme de cours Moodle que j’ai mise en place et des raccourcis dans les favoris synchronisés de Firefox
• Création d’une classe dans Tinkercad pour que chaque élève ait son accès individualisé
• Création d’une activité dans Tinkercad pour rassembler tous les projets : Maquette des classes
• Logiciel PrusaSlicer pour la préparation de l’impression 3D

Intérêt pédagogique

Le projet de conception et d’impression 3D d’une maquette d’école présente plusieurs intérêts pédagogiques significatifs, alignés avec le développement des compétences transversales et disciplinaires chez les élèves de 5e et 6e primaire. Voici les principaux avantages pédagogiques :

Application pratique des mathématiques et de la géométrie

Les élèves appliquent leurs connaissances en géométrie pour comprendre les formes et les volumes, et en traitement de données pour calculer les échelles et les proportions. Ce projet permet de contextualiser ces concepts abstraits, rendant l’apprentissage plus concret et significatif.

Développement des compétences numériques et technologiques

En utilisant Tinkercad et une imprimante 3D, les élèves acquièrent des compétences clés en modélisation 3D et en impression 3D. Ils apprennent à naviguer dans des interfaces logicielles complexes, renforçant leur littératie numérique et préparant les élèves aux technologies futures.

Favoriser la créativité et l’innovation

Le projet encourage les élèves à être créatifs dans la conception de leur partie de la maquette, offrant une opportunité d’exprimer des idées originales et de résoudre des problèmes de manière innovante.

Amélioration des compétences collaboratives

En travaillant en groupes pour concevoir et construire une maquette d’école, les élèves développent des compétences sociales et collaboratives. Ils apprennent à communiquer efficacement, à partager des responsabilités, et à faire preuve d’écoute et de compromis.

Intégration et application transdisciplinaire

Ce projet lie plusieurs disciplines, dont les mathématiques, les sciences, la technologie, et l’art, montrant aux élèves comment différentes matières se complètent et s’appliquent dans des projets concrets. Cela souligne l’importance de chaque discipline et stimule un apprentissage plus général.

Renforcement de la pensée critique et de la résolution de problèmes

Les défis rencontrés durant la conception et l’impression 3D nécessitent des compétences de pensée critique et de résolution de problèmes. Les élèves doivent identifier les erreurs, envisager des solutions alternatives et prendre des décisions informées pour réussir leur projet.

Connexion avec le monde réel

Le projet permet aux élèves de voir l’application directe de leur travail en classe dans le monde réel, renforçant leur compréhension de l’utilité et de la pertinence de ce qu’ils apprennent en classe.

Autonomie et responsabilité personnelle

Chaque élève ou groupe d’élèves étant responsable d’une partie de la maquette, ce projet encourage l’autonomie et la responsabilité personnelle. Cela les aide à développer un sentiment de fierté et d’accomplissement personnel.

Présentation et communication

La présentation finale de la maquette offre une opportunité pour les élèves de pratiquer leurs compétences en communication orale et visuelle, en expliquant leur processus de conception et les défis surmontés.

Détails de la leçon

Objectifs d’apprentissage

• Développer et appliquer des compétences mathématiques pour effectuer des mesures, des conversions d’échelle et des calculs de proportionnalité.
• Utiliser des compétences technologiques pour modéliser en 3D et imprimer une maquette.
• Encourager le travail collaboratif, la résolution de problèmes et la créativité à travers un projet de groupe.
• Intégrer la compréhension spatiale et la géométrie dans un contexte pratique et tangible.

Compétences sollicitées

1. Mathématiques :
   • Géométrie : Comprendre et appliquer les notions de figures géométriques, de solides, et leurs propriétés pour modéliser chaque composant de l’école.
     • Identifier et nommer les formes géométriques présentes dans l’école (rectangles, triangles, etc.).
     • Décrire les propriétés des solides géométriques (volume, surface, etc.).
     • Utiliser les notions de symétrie et de proportion pour créer des modèles précis.
   • Mesures et Proportions : Utiliser des mesures précises de l’école réelle pour créer un modèle à échelle réduite, impliquant des compétences en conversion d’unités et en calcul de proportions.
     • Effectuer des mesures précises des dimensions de l’école (longueur, largeur, hauteur).
     • Convertir les unités de mesure (mètres, centimètres, millimètres).
     • Calculer des échelles et des proportions pour créer une maquette à l’échelle.
2. Technologie :
   • Modélisation 3D : Naviguer dans l’interface de Tinkercad, utiliser des outils de modélisation pour créer chaque local de l’école, et assembler le modèle complet de l’école.
     • Naviguer dans l’interface de Tinkercad et utiliser ses outils de base.
     • Maîtriser les techniques de modélisation 3D pour créer des formes simples et complexes.
     • Assembler des modèles individuels pour créer un modèle complet de l’école.
   • Impression 3D : Comprendre les bases du fonctionnement d’une imprimante 3D, préparer les fichiers pour l’impression et résoudre les éventuels problèmes techniques.

Prérequis

• Compréhension des concepts de base en géométrie, y compris les formes, les solides, et les mesures.
• Familiarité avec l’utilisation de l’ordinateur et des logiciels de base.
• Compétences en travail d’équipe et communication.

Déroulement de la leçon

Introduction au projet

• Présentation des objectifs, de Tinkercad, et de l’imprimante 3D.
• Discussion sur l’importance des mesures précises et de la conversion d’échelle.

Phase de planification et de mesure

• Mesure des dimensions réelles de l’école et calcul des échelles pour la maquette.
• Répartition des élèves : certains individuellement et d’autres en binômes, chacun étant responsable d’un local spécifique.

Ateliers Tinkercad

• Chaque élève travail sur la modélisation du local dont il a la charge.
• L’entraide est encouragée : l’enseignant n’intervient pas directement, les élèves collaborent d’abord pour surmonter les obstacles.
• Les mesures peuvent être reprises à tous moments.

Préparation et impression 3D

• Formation sur le fonctionnement de l’imprimante 3D et préparation des fichiers.
• Surveillance de l’impression 3D par groupes, résolution des problèmes en cours de route.

Assemblage et présentation de la maquette

• Assemblage des pièces imprimées pour former la maquette de l’école.
• Décoration et finalisation de la maquette.
• Présentation du projet aux autres élèves

Obstacles

• Difficulté à utiliser Tinkercad pour les débutants.
  • Solution : Séances pratiques guidées et assistance entre pairs.
  • Solution : créez une session de “dépannage” collective pour résoudre les problèmes rencontrés avec les modèles.
• Erreurs d’impression 3D dues à des erreurs de modélisation.
  • Solution : Vérification et correction des modèles en groupe avant l’impression.

Adaptations pour besoins spécifiques

• Assistance individuelle pour les élèves ayant des difficultés avec les concepts mathématiques ou technologiques.
• Utilisation de ressources supplémentaires, comme des vidéos tutorielles pour un apprentissage à rythme personnalisé.

Vocabulaire Clé

Mettre en avant le vocabulaire spécifique de manière interactive

• Créez un mur de mots avec les termes clés du projet (modélisation, impression 3D, échelle, proportion, etc.).
• Utilisez des jeux et des activités ludiques pour renforcer la mémorisation du vocabulaire.
• Encouragez les élèves à employer le vocabulaire technique en expliquant leur processus de création.

Matières liées et prolongements :

• Art : Intégrer des éléments de design dans la maquette pour une présentation esthétique.
• Sciences : Explorer les matériaux utilisés dans les imprimantes 3D et leur durabilité.
• Histoire et Géographie : Créer une maquette historique de l’école ou modéliser des bâtiments célèbres.