Ci-dessus Image: Tomates recouvertes de gouttelettes d’eau © harneshkp, iStockphoto.com

Aperçu

Les élèves mènent une enquête guidée de base pour déterminer la masse d’eau contenue dans une tomate. Les élèves réfléchissent à l’utilité de la nourriture sèche dans le contexte de la satisfaction des besoins humains dans l’espace et à titre de technique de conservation des aliments.

Développement des habiletés d’enquête

• Suivre une méthode basique pour sécher un fruit
• Prédire
• Collecter et mesurer des données relatives à la masse (à l’aide d’une balance à fléau)
• Utiliser les données recueillies sur la masse pour calculer la masse d’eau contenue dans une tomate
• Prendre des décisions à partir des connaissances acquises

Développement de concepts

• Établir des liens sur le rôle et l’utilité potentiels des tomates pour une mission spatiale de longue durée
• Comprendre que la déshydratation des aliments est une forme utile de conservation

Connaissances et habiletés préalables

• Compréhension des besoins humains fondamentaux
• Capacité d’utiliser une balance à fléau

Critères de réussite

• Les élèves participent à des discussions
• Les élèves démontrent qu’ils sont capables d’utiliser correctement une balance à fléau
• Les élèves préparent et soumettent un résumé d’enquête final
• Les élèves collaborent pour générer et présenter un organisateur du pour et du contre

Durée suggérée

Théorie

• 15 à 20 minutes de discussion, de lecture ou de visionnement de vidéo
• Les lectures préparatoires peuvent se faire en dehors du cours

Action

• 30 à 40 minutes en classe pour peser et préparer les tomates avec les élèves
• 6 à 12 heures pour déshydrater les tomates (en dehors du cours)
• 30 à 40 minutes en classe pour peser les tomates déshydratées et en calculer la masse

Consolidation

• 15 à 20 minutes en classe pour discuter et remplir l’organisateur du pour et du contre

Matériel

• Fiche d’information : Les aliments dans l’espace – 1 par élève

• Fiche d’information : Besoins fondamentaux de l’être humain dans l’espace – 1 par élève (facultatif)

• Fiche reproductible 1 : Résumé d’enquête – Combien d’eau contient une tomate? – 1 par groupe doc pdf

• Fiche reproductible 2 : Organiseur du pour et du contre – Aliments déshydratés pour les missions spatiales – 1 par groupe doc pdf

• 6 à 8 tomates provenant des plants de Tomatosphère^MC ou autres petites tomates (de 3 à 5 cm de diamètre environ) – 1 tomate par groupe

• Plateau allant au four

• Four pouvant être utilisé à 70-100 °C (150-200 °F) pendant 6 à 12 heures ou mijoteuse pouvant être utilisée pendant 12 à 16 heures sur 2 jours

• Petits couteaux de cuisine (un par groupe)

• Accès à une balance à fléau triple

• Vidéo : ESA Euronews : la nourriture dans l’espace (vidéo sur Tomatosphère^MC – 8:32 min)

• Vidéo : Chez Chris, partie 2 – Les épinards spatiaux contre-attaquent! (vidéo de Tomatosphère^MC – 1:20 min)

Conseils pour réussir

• Il est recommandé de former les groupes de travail ou de discussion avant la leçon..
• L’éducateur peut demander aux élèves de lire des documents de base ou de regarder des vidéos avant le cours pour se préparer à en discuter en classe.

Théorie

Explorer les aliments spatiaux et manger dans l’espace

Step 1

Demander aux élèves de lire la fiche d’information Les aliments dans l’espace avant le cours ou comme lecture en classe.

Step 2

Tenir une discussion avec toute la classe pour que les élèves partagent ce qu’ils savent déjà sur la façon dont les astronautes satisfont leurs besoins alimentaires fondamentaux lorsqu’ils sont dans l’espace.

Les questions pour amorcer et guider la discussion peuvent inclure :

• Qu’est-ce que les astronautes mangent dans l’espace? À quels types de nourriture les astronautes ont-ils accès?
• Comment les aliments parviennent-ils aux astronautes en mission spatiale?
• Quelles méthodes sont utilisées pour maintenir les aliments frais et salubres?
• Comment la nourriture est-elle préparée dans l’espace?
• La nourriture est-elle aussi nutritive que celle que nous mangeons sur Terre?

Step 3

Faire suivre la discussion par le visionnement de ESA Euronews : la nourriture dans l’espace (vidéo de Tomatosphère^MC). Cette vidéo montre que disposer de quoi se nourrir est évidemment l’une des conditions essentielles pour vivre dans l’espace.

Action

Mener l’enquête : Combien d’eau contient une tomate? (Déshydratation des tomates)

Step 1

Diviser la classe en groupes de travail de 3 ou 4 élèves.

Step 2

Fournir aux élèves la Fiche reproductible 1 – Résumé d’enquête : Combien d’eau contient une tomate? En utilisant cette page comme guide, les élèves doivent élaborer une question d’enquête, faire une prédiction/hypothèse concernant la question et justifier leur hypothèse.

Questions d’étayage :

• Combien d’eau contient la tomate que vous avez reçue, à votre avis?
• À quoi ressemblera la tomate après le processus de déshydratation?
• Quels résidus de la tomate pourra-t-on observer à la fin du processus de déshydratation?
• Le pourcentage d’eau sera-t-il le même pour toutes les tomates déshydratées?

Step 3

Fournir à chaque groupe une tomate entière. Faire en sorte que les groupes aient accès chacun à leur tour à un petit couteau de cuisine, à une balance à fléau triple et à une grille allant au four.

Step 4

Demander aux élèves de retirer la tige et le cœur de la tomate. Voir la figure 1.

Step 5

Indiquer aux élèves de mesurer la masse de la tomate en utilisant la balance, puis de consigner cette information sur la Fiche reproductible 1.

Step 6a (Option de séchage au four)

Pour préparer les tomates afin de les déshydrater au four, demander aux élèves de :

1. Couper les tomates en deux (horizontalement)
2. Placer les morceaux sur une grille posée sur un plateau allant au four
3. Étiqueter les tomates en utilisant du papier parchemin et un crayon afin que chaque groupe puisse identifier les siennes (p. ex., groupe A, B, C, etc.). Vous pouvez également demander aux élèves de placer les différents types de tomates de Tomatosphère^MC sur des plateaux distincts (p. ex., toutes les tomates de type G sur un plateau et toutes les tomates de type H sur un autre plateau). Voir la figure 2a
4. Placer le plateau de tomates dans un four chauffé à 70-100 °C (150-200 °F) pendant 6 à 12 heures. Voir la figure 2b

Step 6b (Option de séchage à la mijoteuse )

Demander aux élèves de préparer les tomates pour le séchage à la mijoteuse de la manière suivante :

1. Couper les tomates en deux (horizontalement)
2. Garnir le fond de la mijoteuse d’un morceau de papier d’aluminium froissé
3. Placer les tomates directement sur une deuxième feuille de papier d’aluminium posée par-dessus la feuille du fond (voir la figure 3)

Remarque : Le but de la couche supplémentaire de papier d’aluminium dans la mijoteuse est d’éviter que les tomates ne brûlent parce qu’elles sont trop proches de la surface de céramique chaude.

4. Régler la mijoteuse à température élevée (high). Laisser le couvercle légèrement entrouvert sur la mijoteuse afin que l’air humide et chaud puisse s’échapper.
5. Les tomates devraient sécher en 12 à 16 heures sur 2 jours. On peut éteindre la mijoteuse pendant la nuit et reprendre le processus de déshydratation le lendemain. Cette méthode de séchage est facile à réaliser en classe et permet aux élèves d’observer le processus de déshydratation. On doit s’assurer que la mijoteuse est placée dans un endroit sécuritaire où elle ne peut pas être renversée ni présenter de risque de trébuchement.

Step 7

Lorsque les tomates semblent sèches, les retirer du four ou de la mijoteuse. Un fruit sec doit être coriace et souple, mais non collant lorsqu’il est froid.

Step 8

Demander aux élèves de mesurer et de consigner la masse de leur tomate séchée et de faire des observations en utilisant la Fiche reproductible 1 comme guide. Les inviter à comparer la masse de la tomate séchée avec la masse originale de la tomate.

Step 9

Demander aux élèves d’utiliser l’équation fournie sur la Fiche reproductible 1 afin de calculer le pourcentage de masse de la tomate qui a été perdu pendant la déshydratation.

Consolidation

Explorer les avantages et les inconvénients relatifs à l’utilisation d’aliments déshydratés

Les élèves consolident leur compréhension de l’application et de l’utilité de la déshydratation des aliments pour les missions spatiales prolongées en utilisant la stratégie Organisateur du pour et du contre.

Step 1

Demander aux élèves de regarder la vidéo Chez Chris, partie 2 – Les épinards spatiaux contre-attaquent! (vidéo de Tomatosphère^MC – 1:20 min). Chris Hadfield montre comment les épinards sont réhydratés pour préparer un repas à bord de la SSI.

Step 2

Placer les élèves en groupes assis à des tables et fournir à chaque groupe un exemplaire de la Fiche reproductible 2 : Organiseur du pour et du contre – Aliments déshydratés pour les missions spatiales.

Step 3

Demander aux groupes d’élèves de discuter pendant 10 à 15 minutes des avantages et des inconvénients de l’utilisation d’aliments déshydratés pour les missions spatiales et d’organiser leurs idées en utilisant l’organisateur fourni.

Step 4

Vous voudrez peut-être que les groupes présentent leurs résumés au reste de la classe ou tenir une discussion avec toute la classe pour résumer les discussions des petits groupes assis aux tables.

Prolongement

• Laisser les élèves goûter aux tomates séchées une fois l’enquête terminée. Toujours vérifier les allergies potentielles avant la dégustation.
• Discuter des utilisations possibles des tomates séchées.
• Explorer l’utilisation des aliments séchés dans les cultures autochtones (p. ex., le pemmican est une combinaison de viande séchée, de graisse et de baies).
• Demander à la classe d’utiliser les tomates séchées dans une recette simple comme une sauce pour les pâtes.
• Discuter des autres types de fruits secs communs et apprendre comment ils sont séchés (p. ex., raisins frais pour faire des raisins secs, prunes pour faire des pruneaux, pâte de fruits déshydratés).

Information supplémentaire

Ressources de Parlons sciences :

• Recherche à l’aide des mots-clés « exploration de l’espace » sur ExploreCurioCite.org
• Recherche à l’aide des mots-clés « missions spatiales humaines » sur ExploreCurioCite.org
• Communiquer avec un site local du programme Sensibilisation Parlons sciences pour présenter des activités pratiques dans votre classe.

Autres informations et ressources en ligne :

• Agence spatiale canadienne. L’alimentation dans l’espace (consulté le 11 février 2016). Cette page Web donne de l’information sur l’alimentation au cours des voyages spatiaux.
• Agence spatiale canadienne. La cuisine spatiale de Chris Hadfield (consulté le 10 août 2017). Dans cette vidéo, l’astronaute canadien Chris Hadfield nous montre sa « cuisine » dans l’espace et se prépare un petit festin en apesanteur. Il mange ensuite sa tortilla qui tournoie dans les airs.

L’équipe de Tomatosphere^MC souhaite collecter des modèles et des photos de ses stratégies d’apprentissage en action. Merci d’envisager de nous transmettre les vôtres à : tomatosphere@parlonssciences.ca.