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Clotilde MERCIER PLC2 – Sciences physiques Soutenance de mémoire Donner du Sens aux Relations Mathématiques Rencontrées en Sciences Physiques Année scolaire.

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1 Clotilde MERCIER PLC2 – Sciences physiques Soutenance de mémoire Donner du Sens aux Relations Mathématiques Rencontrées en Sciences Physiques Année scolaire Directeur de mémoire : Philippe DURUISSEAU

2 Introduction : Constat et problématique Idée de sujet part dun constat fait en classe : difficulté à mettre en équations des situations (simples à nos yeux) La méconnaissance dune relation mathématique pose problème Absence de lien entre réalité et relations mathématiques Problématique : Comment faire en sorte que nos élèves napprennent pas par cœur les relations mathématiques mais comprennent leur sens ?

3 Plan proposé I – Présentation du sujet Problèmes rencontrés Idées des textes Démarches envisagées II – Etat des lieux Relations mathématiques Programmes III – Le travail réalisé Méthodes employées Grandeur comparaison Grandeur quotient V – Efficacité du travail réalisé VI – Conclusion

4 I – Présentation du sujet Problèmes rencontrés Idées des textes Démarches envisagées II – Etat des lieux Relations mathématiques Programmes III – Le travail réalisé Méthodes employées Grandeur comparaison Grandeur quotient V – Efficacité du travail réalisé VI – Conclusion

5 Les élèves - apprennent par cœur « les formules » difficile de les retenir sur le long terme - manquent de connaissance théoriques et de savoir-faire - ne font pas assez attention et ont du mal à comprendre Nous, en tant quenseignants, - proposons des solutions aux problèmes avec aisance les relations rencontrées apparaissent mystérieuses et « magiques » pour les élèves - avons parfois un souci de temps I – Présentation du sujet Problèmes rencontrés : Problèmes rencontrés :

6 I – Présentation du sujet (suite) Idées des textes : Idées des textes : - Remettre le sujet étudié dans son contexte scientifique - Lélève doit acquérir une démarche scientifique Démarches envisagées : Démarches envisagées : - TP à démarches expérimentales - Analogies - Que lélève développe un regard critique par rapport à ce quil écrit

7 I – Présentation du sujet Problèmes rencontrés Idées des textes Démarches envisagées II – Etat des lieux Relations mathématiques Programmes III – Le travail réalisé Méthodes employées Grandeur comparaison Grandeur quotient V – Efficacité du travail réalisé VI – Conclusion

8 II – Etat des lieux Relations mathématiques : Relations mathématiques : - Grandeur comparaison : deux grandeurs avec la même unité - Grandeur quotient : aucune grandeur avec la même unité Programmes : Programmes : Tout a été vu dans les classes précédentes

9 I – Présentation du sujet Problèmes rencontrés Idées des textes Démarches envisagées II – Etat des lieux Relations mathématiques Programmes III – Travail réalisé en classe Méthodes employées Grandeur comparaison Grandeur quotient V – Efficacité du travail réalisé VI – Conclusion

10 III – Travail réalisé en classe Méthodes employées : Méthodes employées : - Explication des grandeurs « par des mots » le problème est pris à lenvers : à partir de la grandeur étudiée, on donne une définition puis une relation - Analyse aux dimensions : connaissant lunité dune grandeur, on détermine une relation ou on vérifie la bonne écriture dune relation ( regard critique par rapport à ce qui est écrit)

11 III – Travail réalisé en classe (suite) Grandeur comparaison : Grandeur comparaison : ex : la densité Définition : la densité d dun corps permet de comparer la masse volumique ρ à la masse volumique ρ réf dun corps de référence (le plus souvent leau) Comparer faire une différence ou faire un rapport Unité : la densité na pas dunité il sagit du rapport de deux grandeurs de même unité

12 III – Travail réalisé en classe (suite) Grandeur quotient : Grandeur quotient : ex : la masse volumique Définition : la masse volumique ρ dune espèce chimique correspond à la masse dun litre de cette espèce Unité : La masse volumique ρ sexprime en g.L -1, il sagit donc du rapport dune masse par un volume Définition découverte par les élèves Pour introduire la notion, on peut prendre lexemple de leau liquide 1 L deau a une masse de 1 kg 2 L deau a une masse de 2 kg … Relation de proportionnalité entre masse et volume, le coefficient de proportionnalité est la masse volumique

13 I – Présentation du sujet Problèmes rencontrés Idées des textes Démarches envisagées II – Etat des lieux Relations mathématiques Programmes III – Le travail réalisé Méthodes employées Grandeur comparaison Grandeur quotient V – Efficacité du travail réalisé VI – Conclusion

14 III – Efficacité du travail réalisé - Pas de vérification dhomogénéité Non résolution du problème : Non résolution du problème : - Problème pour retranscrire une définition

15 Résolution du problème : Résolution du problème : - Utilisation des unités (telles quon les utilise en cours) - Utilisation des relations de proportionnalités :

16 I – Présentation du sujet Problèmes rencontrés Idées des textes Démarches envisagées II – Etat des lieux Relations mathématiques Programmes III – Le travail réalisé Méthodes employées Grandeur comparaison Grandeur quotient V – Efficacité du travail réalisé VI – Conclusion

17 Conclusion Travailler davantage avec les unités et insister sur lanalyse aux dimensions qui nest pas encore un réflexe pour tous les élèves Plus grande interaction avec les enseignants de maths dès le collège - applications numériques avec les puissances de 10, par exemple - travail sur la vitesse identique à celui réalisé en seconde avec les grandeurs quotients Envisager une interaction avec lenseignant de français pour la compréhension de texte et travailler la « transcription » en relations mathématiques


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