La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

JN UdPPC Paris 2007 Enseigner explicitement la mesure et la modélisation au lycée : quelle faisabilité, quels avantages ? Qui sommes-nous? Groupe SESAMES.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "JN UdPPC Paris 2007 Enseigner explicitement la mesure et la modélisation au lycée : quelle faisabilité, quels avantages ? Qui sommes-nous? Groupe SESAMES."— Transcription de la présentation:

1 JN UdPPC Paris 2007 Enseigner explicitement la mesure et la modélisation au lycée : quelle faisabilité, quels avantages ? Qui sommes-nous? Groupe SESAMES (INRP/ ENS / Lyon2 ) Enseignants coll è ge/lyc é e et chercheurs en didactique des sciences Choix th é oriques? Se mettre à la place des é l è ves Avoir conscience (et assumer) que les questions du professeur ne soient pas celles que se poseraient spontan é ment les é l è ves Percevoir l arbitraire de la r é ponse Prendre en compte les connaissances pr é alables et les difficult é s classiques des é l è ves. Distinguer les connaissances de la physique et de la chimie des connaissances du quotidien pour prendre conscience des "connexions" à construire Enseigner la physique et la chimie de fa ç on moins d é routante, en donnant des rep è res sur leurs objectifs et sur la fa ç on dont elles fonctionnent.

2 Didier Coince Anne-Marie Miguet Stéphane Perrey Tristan Rondepierre Andrée Tiberghien Jacques Vince

3 JN UdPPC Paris 2007 monde de la théorie et du modèle monde des objets et des événements La difficulté essentielle Relations entre concepts Relations entre événements et/ou objets Relations entre concepts et/ou événements/objets

4 JN UdPPC Paris 2007 Enseigner explicitement la mesure et la modélisation au lycée : quelle faisabilité, quels avantages ? But ? Montrer lintérêt et faisabilité denseigner la mesure, la modélisation, le fonctionnement de la physique à des élèves de secondes Quel contexte? Première partie de physique du programme de seconde Déroulement: Quelques mots clés Un questionnaire sur la physique pour des profs et des élèves Déroulement de la partie et exemples dactivités Un outil: la carte conceptuelle Sites: site académique site PEGASE

5 JN UdPPC Paris 2007 Quelques mots clés… GrandeurUnités MesurePhysique Quel sens un élève de 2nde peut-il donner à ces termes ? Quelle définition en donneriez-vous ?

6 JN UdPPC Paris 2007 Progression Chap 1 Qu'est-ce que la physique ? Act 1 : Questionnaire et discussion sur les objectifs et les propriétés de la physique. Act 2 : Comment la physique fonctionne-t-elle ? Un exemple historique (modèle de la gravitation de Newton et dEinstein). Modèles Act 3 : Grandeurs physiques (lien vers lactivité) Act 3 : Grandeurs physiques (lien vers lactivité) Chap 2 Outils de description de l'univers et du système solaire Act 1 : Répartition des planètes dans le système solaire. Act 2 : Un outil pratique pour comparer : l'ordre de grandeur. Act 3 : Réalisation d'une maquette du système solaire dans le couloir du lycée. Act 4 : Vitesse de la lumière dans l'univers et application à la désignation des distances. Activité 5 : L'année de lumière : une unité de distance. Chap 3 La mesure Act 1 : Interprétation de mesures de la masse d'une pomme, chiffres significatifs. Act 1 : Interprétation de mesures de la masse d'une pomme, chiffres significatifs Act 2 : Mesurer avec des outils différents. Act 3 : Une petite histoire du mètre… Act 4 : Utilisation du "modèle de la mesure". Chap 4 Lien entre expérience et modèle Act 1 : Accord entre modèle et mesures (le pendule simple). Act 2 : Deux modèles historiques du système Terre-Soleil. Act 3 : Reconstitution à l'aide d'une maquette de la méthode dÉratosthène.

7 JN UdPPC Paris 2007 Chapitre 1 – Act 3 Grandeurs physiques Pour décrire et interpréter le monde matériel qui nous entoure, les physiciens utilisent des grandeurs physiques. Plus généralement, les sciences utilisent des grandeurs. Une grandeur peut souvent être mesurée, estimée ou calculée et peut être symbolisée par une lettre. Ce sont ces grandeurs qui figurent généralement dans les "formules" qu'on utilise, en physique ou dans dautres disciplines. Exemples de grandeurs physiques : la longueur, le temps, la vitesse, le volume. 1.Dans le texte de lactivité 2, souligner en rouge les grandeurs physiques, en bleu les unités et entourer les valeurs (nombre + unité). 2.Parmi les termes ou expressions suivants, souligner ceux qui vous semblent correspondre à une grandeur. La couleur, la durée, l'odeur, l'état physique, la population dun lycée, le pH, la largeur, l'électricité, l'intensité électrique, le son, l'intensité sonore, linflation, la capacité de stockage d'un disque dur, le débit d'une connexion à Internet, l'aire d'une surface. 3.Proposer au moins deux exemples de grandeurs physiques (ne figurant ni dans la liste précédente ni dans les exemples du début) et, pour chaque exemple : le symbole que vous avez l'habitude d'utiliser pour noter cette grandeur (pour la désigner par exemple dans des formules) ; lunité que vous avez lhabitude dutiliser pour cette grandeur.

8 JN UdPPC Paris 2007 Chapitre 3 – Act 1 Mesure de la masse d'une pomme On place une pomme sur un pèse-personne digital. Celui-ci affiche la valeur de 0,2 kg. On place à présent cette même pomme sur une balance de cuisine dont laffichage est en gramme. 1. Compléter le schéma en indiquant la valeur affichée par cette balance. 2. En réalité la valeur affichée par la balance est cent quatre vingt six grammes. Cette valeur est différente de celle que vous avez indiquée en question 1. Proposer une explication à cette différence. 3. Les écritures 0,2 et 0,200 sont-elles équivalentes - pour un physicien ? oui non - pour un mathématicien ? oui non - dans la vie de tous les jours ? oui non 4. Le physicien dit que le pèse-personne donne la masse de la pomme avec 1 chiffre significatif et que la balance de cuisine indique cette même masse avec 3 chiffres significatifs. 5. Sur la balance de cuisine, on place maintenant une autre pomme, un tout petit peu plus petite que la précédente. La valeur affichée est 170 g. a. Combien de chiffres significatifs cette valeur comporte-elle ? Justifier la réponse. b. Déduire des questions précédentes à quelle condition le chiffre 0, présent dans une valeur indiquée par un physicien, est significatif. c. Quelle valeur afficherait le pèse-personne pour cette deuxième pomme ?

9 JN UdPPC Paris 2007 Chapitre 4- Act 2: Deux modèles historiques du système Terre – Soleil Activité 2 : Deux modèles historiques du système Terre – Soleil Observations : Les Égyptiens avaient observé quà midi, une fois par an à une date donnée, à Syène (ville égyptienne), un bâton planté verticalement ne possédait pas d'ombre. Par contre, à Alexandrie, ville située plus au Nord, un bâton planté verticalement avait bien une ombre. Pour interpréter cette observation, on peut proposer deux modèles différents reformulés à partir de réflexions de savants antiques : Modèle 1 (inspiré d'Anaxagore, env. -500) : La Terre est considérée comme étant plane. Le Soleil est un astre quon peut représenter par un point. Syène est peu étendue et peut être représentée par un point S. De même, la ville dAlexandrie peut être représentée par un point A. À midi, une fois dans l'année, le point S est exactement sous le point représentant le Soleil, contrairement au point A. Modèle 2 (inspiré d'Ératosthène, env. -290) : la Terre est considérée comme étant sphérique ; le Soleil est à une très grande distance de la Terre, si bien que le faisceau de lumière qui parvient sur Terre peut être décrit par un faisceau de rayons parallèles ;

10 JN UdPPC Paris 2007 Questions : 1. Confrontation entre les observations et les modèles proposés 1.Les deux schémas précédents sont chacun associés à un des deux modèles proposés. Indiquer sous chacun à quel modèle il est associé. 2.Sachant que chaque schéma représente la situation à midi le jour où les observations ci-dessus sont réalisées, indiquer sur chaque schéma les emplacements des points S et A. 3.Pourquoi peut-on dire que les deux segments représentant les bâtons sur le schéma de droite sont verticaux ? 4.Sur chaque schéma, tracer au moins un rayon lumineux qui permet d'interpréter le fait que le bâton planté à Syène n'a pas d'ombre. 5.Sur chaque schéma, pour le bâton planté à Alexandrie, tracer le rayon de lumière arrivant sur Terre et passant par le sommet du bâton. Sur chaque schéma, représenter en couleur "lombre" du bâton. 6.Le modèle 1 est-il en accord avec lobservation faite à Syène ? à Alexandrie ? 7.Même question pour le modèle 2. 8.Peut-on dire quun de ces deux modèles rend mieux compte des observations que lautre ? 9.Daprès vos connaissances personnelles, lequel de ces deux modèles est aujourdhui accepté par la communauté scientifique ? 10.Daprès vos connaissances, décrire une observation en accord avec le modèle choisi dans la question précédente et en désaccord avec l'autre modèle.

11 JN UdPPC Paris 2007 Résultats élèves et profs au questionnaire sur la nature et le fonctionnement de la physique Résultats sur 324 élèves (dont 204 élèves de 2 nde et 69 élèves de collège) Comparaison avec les 232 réponses des enseignants

12 1. La physique a pour objectif de faire de nouvelles découvertes sur le monde qui nous entoure. Comme chez les enseignants Un large consensus

13 JN UdPPC Paris La physique a pour objectif de faire de ce monde un meilleur endroit pour vivre. les enseignants aussi… Une question qui divise…

14 JN UdPPC Paris La physique a pour objectif d'établir la vérité sur les phénomènes qui nous entourent. Mais aussi chez les enseignants… ce qui pose le problème du statut de la vérité Une idée répandue chez les élèves…

15 JN UdPPC Paris Faire de la physique consiste à appliquer des formules mathématiques pour trouver un résultat Enseignants : un fort décalage !! Vers une image mathématique de la physique scolaire…

16 JN UdPPC Paris Faire de la physique nécessite d'utiliser des théories, des modèles, et des lois pour décrire et interpréter le monde autour de nous enseignants

17 JN UdPPC Paris Faire de la physique conduit à mettre au point et réaliser des expériences qui nécessitent souvent de faire des mesures. revendiquée par les enseignants… Une affirmation forte du caractère expérimental de la physique…

18 JN UdPPC Paris La physique est une science qui peut remettre en cause ses propres théories et plus du tout chez les enseignants Une idée qui reste à construire chez peu d'élèves seulement…

19 JN UdPPC Paris On a besoin de définir la physique pour l'apprendre et pour en faire. Même les enseignants Encore une question qui divise…

20 Chapitre 4, activité 1 utilisation du modèle du pendule simple A l'aide de ce modèle, prévoir la valeur de la période d'un pendule pour lequel la longueur du pendule est égale à 2,00 m. Quelles sont toutes les opérations mentales que doit mener un élève pour répondre à la question ? La carte conceptuelle: Un outil danalyse des démarche attenues de lélève

21 JN UdPPC Paris 2007 Valeur… Relation algébrique Grandeurs physiques Choix d'unités calculCS La carte conceptuelle: Un outil danalyse des démarche attenues de lélève Répondre à la question précédente demande deffectuer le parcourt suivant: Cette chaine amorce une carte plus complète constituée de trois grands pôles, compléter cette carte :

22 JN UdPPC Paris 2007 Expérience de labo situation matérielle Mesure(s) (résultat de l'action de mesurer) Ordre de grandeur Représentation schématique maquette Représentation graphique Énoncés en français

23 JN UdPPC Paris 2007

24 relatives aux propriétés des modèles relatives à l'utilisation de modèles sur la mesure sur l'usage du vocabulaire Rédaction de compétences

25 JN UdPPC Paris 2007 Quelques questions auxquelles nous avons envie de répondre OUI Les élèves sont-ils prêts en terme de connaissances et de vocabulaire ? Les élèves sont-ils intéressés ? Un tel contenu d'enseignement peut-il être perçu comme légitime par les enseignants ?

26 JN UdPPC Paris 2007 Quelques questions plus ouvertes… Que retire-t-on de cette séquence quant à l'épistémologie de la discipline enseignée à l'école et aux opérations conceptuelles souvent demandées aux élèves (carte conceptuelle) ? En quoi cette analyse peut-elle être utile à l'enseignant lors de la préparation des séances ? pour diagnostiquer des difficultés d'élèves ?

27 JN UdPPC Paris 2007 Carte conceptuelle

28 JN UdPPC Paris 2007 En physique et en chimie, pour décrire, expliquer et prévoir des événements, on utilise des modèles quon doit mettre en relation avec les objets et les événements du monde matériel. Un modèle est un ensemble de connaissances, abstraites, qui utilise des concepts et souvent des relations mathématiques. Il est issu, en fonction de la situation à étudier, dune ou plusieurs théories plus générales. Dans sa mise en œuvre, il est développé aussi à partir de la situation étudiée (un modèle a deux facettes : une abstraite et une concrète) Un modèle a un champ de validité qui englobe toute les situations et tous les « problèmes » que le modèle peut traiter. Hors de ce champ de validité, on doit avoir recours à un modèle plus général ou à un modèle différent. Les modèles actuels ont été construits progressivement par les physiciens au cours de lhistoire et un modèle est donc quelque chose d'évolutif (qui saffine ou est abandonné) au fur et à mesure de lavancée de la science. Un modèle est considéré comme valide tant quil nest pas mis en défaut par des observations ou mesures. Deux modèles différents peuvent être utilisés pour une même situation mais selon la question qu'on se pose, un modèle peut être plus adapté quun autre pour répondre. Compétences visées à moyen terme au sujet de la modélisation Th/modèles Obj/événements

29 JN UdPPC Paris 2007 FIN


Télécharger ppt "JN UdPPC Paris 2007 Enseigner explicitement la mesure et la modélisation au lycée : quelle faisabilité, quels avantages ? Qui sommes-nous? Groupe SESAMES."

Présentations similaires


Annonces Google