La démarche d’investigation Mesures Physiques et Informatique

1. Le choix d’une « situation déclenchante » C’est le fil conducteur de toute la séance qui permet… … d’éviter la feuille de route directive qui place l’élève en position « d’exécutant ». …, en partant d’une situation concrète, inspirée de la vie courante, d’impliquer l’élève dans l’élaboration d’une démarche de recherche scientifique,

1. Le choix d’une « situation déclenchante » proposée par le professeur. Application du TP sur les capteurs de lumière : Comment mesurer la concentration d’une solution colorée à l’aide d’un capteur de lumière ? déterminer les savoirs visés, les objectifs à atteindre.

2. L’appropriation du problème par les élèves Guidée par le professeur. Il s’agit d’un questionnement professeur - élèves, permettant de s’assurer de la compréhension du problème. déterminer les acquis et conception des élèves. Ce questionnement permet de faire émerger les premières idées des élèves.

2. L’appropriation du problème par les élèves Un élève remarque que plus une solution est concentrée, plus elle absorbe de lumière. Un autre note que toutes les couleurs ne sont pas absorbées. Un troisième veut relier la concentration au spectre d’absorption de bandes de la solution. Formulation d’hypothèses, communication à la classe

3. Formulation des hypothèses et des besoins ; élaboration des protocoles En autonomie, ou guidée par le professeur. Les élèves prévoient ce qu’ils veulent faire pour répondre au problème : descriptifs, schémas, mesures à effectuer... Tâches à réaliser d’ordre expérimental et autres. Les élèves argumentent (ou tentent de le faire) pour justifier leurs choix. Débat interne, échange.

3. Formulation des hypothèses et des besoins ; élaboration des protocoles Exemples Il faut choisir une solution colorée (sulfate de cuivre). Il faut déterminer quelle est la couleur absorbée par la solution étudiée (ici le rouge). Quelle source de lumière va-t-on utiliser (LASER rouge) ? Quel capteur de lumière choisir (photorésistance étudiée au TP précédent) ? Il faut préparer des solutions de concentrations connues pour étalonner le dispositif.

4. L’échange autour des propositions élaborées Collective, guidée par le professeur. Les élèves communiquent le résultat de leur réflexion. Discussion éventuelle autour des propositions. Echange argumenté, confrontation.

5. L’investigation, ou la résolution du problème En autonomie, autant que possible. C’est le moment d’agir : il faut mettre en œuvre les protocoles choisis.

6. L’échange autour des résultats expérimentaux Collective, guidée par le professeur. Les élèves communiquent les résultats obtenus, les réponses apportées. Les interrogations qui demeurent, par exemple : d’où proviennent les incertitudes sur les mesures ?

7. La confrontation des résultats avec l’objectif initial En autonomie, autant que possible. C’est à nouveau le moment d’agir : avec une photorésistance, les résultats ne sont pas très précis. Recommencer avec un phototransistor.

8. L’acquisition, la structuration des connaissances Guidée par le professeur. C’est la mise en évidence de nouveaux éléments de savoirs. Notions techniques et méthode. C’est le moment de la « trace écrite », qui peut être formulée collectivement.

9. Le prolongement possible : le réinvestissement des connaissances En autonomie, autant que possible. Exercices permettant de maîtriser les notions. Évaluation. Réinvestissement des connaissances et compétences dans de nouveaux contextes.

Texte officiel Le B.O. n°6 du 19 avril 2007, hors série, pages 6-7. Le BUP n° 886 (juillet, août, septembre 2006), pages 821-1006.