Mesures Physiques et Informatique M. P. I. Mesures Physiques et Informatique C. Le Seac’h et J.L. Boulangé, professeurs MPI Mercredi 7 Novembre 2001

Planning de la journée Matin Intervention des IPR Discussions Après-midi Travail productif par groupes Compte-rendu des groupes de travail Présentation de matériel et de manipulations Nov 2001

Particularités de MPI par rapport à IESP Contenus Pédagogie Horaire Travail exigé des élèves Informatique Évaluation Nov 2001

A propos du contenu D’abord le programme présenté sous forme de tableau à lire horizontalement et verticalement Intervention de la culture générale Minimisation de la théorie à l’indispensable « Du capteur à l’ordinateur »: chaîne de mesure Document de cadrage explicitant les limites Nov 2001

A propos de pédagogie Questionnements permanents Mise en commun des solutions avec discussions Mise en situation problème Mise en situation d’assimilation Recherche de l’autonomie Théorie traitée au fur et à mesure des besoins Fonction d’un objet plus importante que son contenu technique Nov 2001

A propos de l’horaire 3 heures hebdomadaires en Travaux Pratiques ( programme ) pas de séances de cours ni de théorie Gestion du temps par élèves eux-mêmes si possible (  autonomie ) Nov 2001

A propos du travail exigé En séance au lycée par binôme réponses individuelles ou plus globales évaluation formative par binôme faire de la physique avant tout Un minimum de travail à la maison ou au CDI sous forme de recherches par exemple Évaluation individuelle un fois par trimestre Nov 2001

A propos de l’informatique L’informatique n’est qu’un outil aux fins - d’utiliser des logiciels de simulation - de faire des acquisition de mesures - de représenter des données - éventuelles d’apprentissage de la logique L’ordinateur n’est qu’un moyen dont l’étude doit se limiter aux intérêts de la vie moderne et à la compréhension fonctionnelle de son utilisation. Nov 2001

A propos de l’évaluation Partie la plus difficile à (ré)-inventer du fait de la pédagogie suivie Les objectifs doivent être les suivants : - en cours de formation ( en binôme en TP ) vérifier la compréhension de ce qui est fait vérifier les acquis théoriques vérifier les acquis expérimentaux - en fin de cycle de formation ( individuel ) vérifier l’assimilation des fonctions rencontrées précédemment. Nov 2001

Fin de la présentation …mais début du travail M. P. I. Fin de la présentation …mais début du travail

Programme Faire des Sciences, c’est faire des mesures La qualité de ces mesures dépend de « l’appareil de mesure » c’est-à-dire d’un transducteur ( grandeur physique  tension ) d’un adaptateur ( traitement de la tension ) d’un affichage ( grandeur analogique  binaire ) Forger l’esprit critique vis à vis de la mesure Démystifier l’aspect magique d’une mesure C’est un enseignement de Détermination Liberté de traitement de 20% du temps BO Hors Série n°6 du 31 Aôut 2000 Nov 2001

Une proposition de structure de programme Présentation de cet enseignement et structure de l’ordinateur Le thermomètre informatisé Les incertitudes de mesures et l’écriture d’un résultat de mesure Étude d’autres chaînes de mesures Passage de l’analogique au numérique et l’inverse Utilisation de capteurs Instructions conditionnelles dans un tableur et portes logiques Mise en œuvre d’un actionneur Nov 2001

Document de cadrage Présentation du programme Étude de la partie analogique de la chaîne de mesure Capteur de température Conditionneur ou adaptateur Étude de la partie numérique de la chaîne de mesure Numération CNA et CAN Échantillonnage et méthodologie Culture scientifique et technique Partie thématique Nov 2001

Cadrage : partie analogique Éclairage historique de l’échelle de température Mesures manuelles et par acquisition Multimètre : calibres et incertitudes Utilisation de tableur, grapheur, logiciel généraliste Pas de langage de programmation Lois amenées par l’expérience et/ou la simulation Étude expérimentale de différents capteurs Utilisation des moyens de mesures du laboratoire Usage réfléchi des appareils de mesures Adaptation de l’instrument et de son calibre à la mesure Incertitudes et distribution statistiques : se limiter à la dispersion des mesures, à la valeur moyenne et à l’évaluation d’un encadrement raisonnable

Cadrage : partie numérique Bases 2, 10 et 16 : aspect historique, algorithme Pas de langage de programmation, mais conversions 210 CNA : R-2R ou R pondérées avec maquette précablée Fonction de transfert et résolution à traiter expérimentalement CAN : Durée de conversion et comparaison à une échelle de potentiel expérimentalement Technologie des convertisseurs hors programme Échantillonnage abordé expérimentalement Buts : limites d’une chaîne de mesure et regard critique

Cadrage : culture et partie thématique Culture scientifique et technique : - doit apparaître au moment opportun - exemples : ordinateur, histoire de l’informatique, numération, caractéristiques de capteurs Partie thématique - Enseignement pluridisciplinaire - Portes logiques et additionneur ( limités aux fonctions ) - Actionneur en tant que complément des capteurs - Algorithmique élémentaire dans un tableur ou déchiffrée dans des programmes simples et lisibles directement, sans apprentissage de langage de programmation.