Algorithmique et programmation en mathématiques et ...vrage prennent en compte les capacités et connais-sances disciplinaires, mais également la spécialité professionnelle de

Jérôme LenoirLudovic Diana

Algorithmique et programmation en mathématiques & physique-chimie

Cod

e éd

iteur

: G

6762

2IS

BN

: 97

8-2-

212-

6762

2-8

Studio Eyrolles © Éditions Eyrolles© Texas Instruments

4,90 €


Une nouvelle utilisation du numérique au service de la pédagogie

L’initiation des élèves à la pensée algorithmique est amorcée en classe dès le plus jeune âge. Au lycée professionnel, les programmes de mathématiques & physique-chimie préconisent l’utilisation du nu-mérique dans de nombreux modules. L’émergence des projets STIM (Sciences, Technologie, Ingénierie et Mathématiques) montre d’ailleurs l’importance de promouvoir la corrélation entre ces disciplines à dominante scientifi que en s’appuyant sur des situa-tions de la vie courante.

Les di� érentes situations présentées dans cet ou-vrage prennent en compte les capacités et connais-sances disciplinaires, mais également la spécialité professionnelle de l’élève. Faisant appel à la tech-nologie Texas Instruments, elles sensibiliseront les enseignants et les élèves à l’utilisation de l’algo-rithmique et de la programmation dans le cadre des modules du programme de mathématiques & physique-chimie en baccalauréat professionnel.

À qui s’adresse ce livre ? Aux élèves de seconde, première et terminale de lycée professionnel

Aux enseignants de mathématiques & physique-chimie

Enseignants de mathématiques & phy-

sique-chimie en lycée professionnel, Jérôme Lenoir et Ludovic Diana font partie du réseau

international d’enseignants T3 (Teachers Tea-

ching with Technology) fédéré par Texas Ins-

truments. Dans ce cadre, ils sont à l’origine

de plusieurs ressources à destination des

enseignants ou des élèves (tutoriels vidéo,

fi ches d’activités, dispositifs de formation syn-

chrones et asynchrones).

En parallèle, ils sont sollicités depuis plusieurs

années par les corps d’inspection, notamment

pour produire des contenus pédagogiques

et développer des actions de formation di-

dactiques comme disciplinaires. Leur passion

pour les nouvelles technologies leur vaut de

contribuer au développement de l’usage du

numérique dans les pratiques pédagogiques

en lycée professionnel.

Dans ce livre, vous trouverez :• une analyse des enjeux institutionnels et une proposition de ré-

ponse avec l’algorithmique

• de nombreuses situations illustrant des modules du programme

de baccalauréat professionnel à l’aide de l’algorithmique

• deux projets utilisant l’algorithmique dans le cadre des Enseigne-

ments Généraux Liés à la Spécialité

Situations illustrant le programme de lycée professionnel à l’aide de la technologie Texas Instruments

BACPRO

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Algorithmiqueet programmationen mathématiques& physique-chimie

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Une nouvelle utilisation du numérique au service de la pédagogie

L’initiation des élèves à la pensée algorithmique est amorcée en classe dès le plus jeune âge. Au lycée professionnel, les programmes de mathématiques & physique-chimie préconisent l’utilisation du nu-mérique dans de nombreux modules. L’émergence des projets STIM (Sciences, Technologie, Ingénierie et Mathématiques) montre d’ailleurs l’importance de promouvoir la corrélation entre ces disciplines à dominante scientifi que en s’appuyant sur des situa-tions de la vie courante.

Les di� érentes situations présentées dans cet ou-vrage prennent en compte les capacités et connais-sances disciplinaires, mais également la spécialité professionnelle de l’élève. Faisant appel à la tech-nologie Texas Instruments, elles sensibiliseront les enseignants et les élèves à l’utilisation de l’algo-rithmique et de la programmation dans le cadre des modules du programme de mathématiques & physique-chimie en baccalauréat professionnel.

À qui s’adresse ce livre ? Aux élèves de seconde, première et terminale de lycée professionnel

Aux enseignants de mathématiques & physique-chimie

Enseignants de mathématiques & phy-

sique-chimie en lycée professionnel, Jérôme Lenoir et Ludovic Diana font partie du réseau

international d’enseignants T3 (Teachers Tea-

ching with Technology) fédéré par Texas Ins-

truments. Dans ce cadre, ils sont à l’origine

de plusieurs ressources à destination des

enseignants ou des élèves (tutoriels vidéo,

fi ches d’activités, dispositifs de formation syn-

chrones et asynchrones).

En parallèle, ils sont sollicités depuis plusieurs

années par les corps d’inspection, notamment

pour produire des contenus pédagogiques

et développer des actions de formation di-

dactiques comme disciplinaires. Leur passion

pour les nouvelles technologies leur vaut de

contribuer au développement de l’usage du

numérique dans les pratiques pédagogiques

en lycée professionnel.

Dans ce livre, vous trouverez :• une analyse des enjeux institutionnels et une proposition de ré-

ponse avec l’algorithmique

• de nombreuses situations illustrant des modules du programme

de baccalauréat professionnel à l’aide de l’algorithmique

• deux projets utilisant l’algorithmique dans le cadre des Enseigne-

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Situations illustrant le programmede lycée professionnel à l’aide dela technologie Texas Instruments

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Algorithmiqueet programmationen mathématiques& physique-chimie


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Mise en pages : Desk

Le code de la propriété intellectuelle du 1er juillet 1992 interdit en effet expressément la photocopie à usage collectif sans autorisation des ayants droit. Or, cette pratique s’est généralisée notamment dans l’enseignement, provoquant une baisse brutale des achats de livres, au point que la possibilité même pour les auteurs de créer des œuvres nouvelles et de les faire éditer correctement est aujourd’hui menacée.En application de la loi du 11 mars 1957, il est interdit de reproduire intégralement ou partiellement le présent ouvrage, sur quelque support que ce soit, sans autorisation de l’éditeur ou du Centre français d’exploitation du droit de copie, 20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris.

© Shutterstock pour les images des pages 7, 8, 9, 19, 23 (haut), 26 (haut), 28 (bas gauche), 32 (centre), 36 (haut et centre), 42, 55, 56 (haut), 61 (haut) et 63 (haut)© Tous droits réservés pour les photos des pages 28 (à droite), 40, 56 (bas), 57 et 63 (bas) © Texas Instruments pour toutes les autres photos de l'ouvrage

© Groupe Eyrolles, 2018ISBN : 978-2-212-67622-8

Éditions Eyrolles61, bd Saint-Germain

75005 Pariswww.editions-eyrolles.com

Ce cahier est l’aboutissement d’un projet qui nous tenait vraiment à cœur. Sa rédaction n’aurait pu être possible sans le soutien et le concours de plusieurs personnes. À ce titre, nous tenions à remercier chaleureusement :

Carlos et Antoine pour avoir été toujours à l’écoute de nos remarques ;

Marjorie et Laure pour nous avoir supportés ;

et enfi n tout particulièrement les élèves de 2MVM2 du lycée Henri Senez d’Hénin-Beaumont pour avoir contribué au test de certaines situations.


http://www.editions-eyrolles.com

Préface

L’initiation des élèves à la pensée algorithmique est amorcée, en classe, dès le plus jeune âge. Au lycée professionnel, les programmes de mathématiques & physique-chimie pré-conisent l’utilisation du numérique dans de nombreux modules. Bien que l’algorithmique et la programmation n’y fi gurent pas explicitement, l’abord de ces notions constitue une alternative tout à fait légitime afi n de répondre aux exigences des textes en vigueur.

Cependant, l’enseignement de l’algorithmique n’a pas pour objectif de former des élèves experts, mais il doit leur apporter des clés de décryptage d’un monde numérique en constante évolution. Il permet, en effet, d’acquérir des méthodes qui construisent la pensée algorithmique et développe des compétences dans la représentation de l’information et de son traitement, la résolution de problèmes, le contrôle des résultats. La maîtrise des langages informatiques n’est pas la fi nalité de l’enseignement, mais leur pratique est le moyen d’acquérir d’autres démarches d’investigation, d’autres modes de résolution de problèmes, de simulation ou de modélisation.

C’est dans cette optique que les situations proposées dans cet ouvrage ont été conçues. Elles permettent non seulement de susciter l’appétence des élèves pour l’algorithmique et la programmation, de découvrir de nouveaux outils, de développer les compétences visées par les programmes, de travailler une notion en changeant de cadre, de remédier, d’explorer, mais également de préparer les élèves à la poursuite d’étude en sections de technicien supérieur (STS).

L’importance de l’articulation mathématiques – sciences physiques et chimiques, le lien avec l’enseignement professionnel, les thématiques proposées en préambule du programme sont tout autant de critères sur lesquels les auteurs se sont appuyés pour la conception de cet ouvrage.

Ce livre est donc le fruit d’un travail conséquent et le résultat est à la hauteur des espé-rances. La présentation claire et agréable à lire facilite la compréhension. Les propositions de réalisations hiérarchisées et explicitées donnent envie d’aller plus loin aux débutants et réservent des surprises aux plus aguerris. Nous pensons qu’il pourra satisfaire beaucoup de collègues pour l’enseignement de l’algorithmique et leur permettre, ainsi qu’à leurs élèves, d’appréhender différemment les mathématiques et les sciences physiques à l’aide de problématiques concrètes liées à la spécialité du baccalauréat professionnel préparé.

Christine BanaszykPierre Pariaud

Inspecteurs de l’Éducation NationaleMathématiques – Sciences physiques

et chimiques



5

Sommaire

Préambule

L’algorithmique au lycée professionnel . . . . . . . . . 7

L’algorithmique en quelques mots. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Algorithmique et programmation autour d’un exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Le programme de mathématiques & physique-chimie en lycée professionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Les objectifs de la formation en baccalauréat professionnel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Algorithmique et formation par compétences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Technologie et logiciels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

L’unité nomade : la calculatrice TI-83 Premium CE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Le boîtier électronique : le TI-InnovatorTM Hub . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15L’unité mobile : le TI-InnovatorTM Rover. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Présentation des ressources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Les situations présentées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Les ressources dématérialisées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Chapitre 1

Pour commencer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Utilisation en mathématiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

SITUATION 1 Le convertisseur de température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

SITUATION 2 Aires & volumes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Utilisation en physique-chimie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

SITUATION 3 Pourquoi les objets sont-ils colorés ? (SL5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

SITUATION 4 Pourquoi faut-il se protéger les yeux ? (HS4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

SITUATION 5 Comment isoler une pièce du bruit ? (CME3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26


6

Chapitre 2

Pour consolider. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29


SITUATION 6 Fluctuations d’une fréquence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

SITUATION 7 Étude d’une suite numérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Utilisation en physique-chimie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

SITUATION 8 Comment chauffer ou se chauffer ? (CME4). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

SITUATION 9 Comment se déplacer dans un fl uide ? (T5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Chapitre 3

Pour approfondir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43


SITUATION 10 Fonctions dérivées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

SITUATION 11 Géométrie et nombres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Utilisation en EGLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

SITUATION 12 Ouverture automatique du coffre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

SITUATION 13 Régulation de vitesse par radar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61


Documents

Algorithmique et programmation en mathématiques et ...vrage prennent en compte les capacités et connais-sances disciplinaires, mais également la spécialité professionnelle de