L’ACTIVITÉ DE SYNTHÈSE AU COLLÈGE DE RIMOUSKI

L’ACTIVITÉ DE SYNTHÈSEAU COLLÈGE DE RIMOUSKI

ParLaurent Chénard, professeur de chimie

Suzanne Desjardins, professeure de physiquePhilippe Etchecopar, professeur de mathématiques

Formation et SciencesFormation et Sciences

Développement des connaissancesAccumulation exponentielle de connaissances

Développement accéléré des technologies et de l’informatique

Développement des communications et interrelation des phénomènes

Enseignement des sciencesApproche multidisciplinaire

Développement d’une culture scientifique, d’autonomie et d’esprit critique

Intégration des outils informatiques et communication

Méthode de travail, résolution de problèmes

Application locale : deux filières

Plage commune aux deux filièresPlage commune aux deux filières

Situations problèmes- trois problèmes préliminaires- un problème synthèse

Équipe de trois membres- animateur- secrétaire- porte-parole

Une présentation publique

Filière chimie-biologieFilière chimie-biologie

séquence des cours

trimestre 1 - chimie 202-NYA 3-2 trimestre 2 - biologie 101-NYA 3-2 trimestre 3 - biologie 101-FEG 3-2

- chimie 202-FEG 3-2 trimestre 4 - chimie 202-NYB 3-2

- activité synthèse 360-FEE 3-2


contenus disciplinaires

chimie 202-NYA - géométrie - polarité- nomenclature organique- groupements fonctionnels

chimie 202-FEG - biochimie- glucides- lipides- protides


activité synthèse 1- contenus disciplinaires

sept premières semaines

problème 1 (formatif)- protéines- macromolécules - glucides-lipides -protides.....

problème 2- respiration cellulaire- enzymes - glycémie

problème 3- photosynthèse- chlorophyle - cholestérol sanguin- lipides, savons et détergents


activité synthèse 2- épreuve synthèse

sept dernières semaines

situation problème au choix de chaque équipe

- élaboration d'un devis de recherche - présentation en classe (évaluation individuelle et de l'équipe)

- rapport de recherche (évaluation individuelle et de l'équipe)- présentation publique


évaluation

contenu disciplinaire- travail d'équipe 5 %

- comptes rendus (équipe) 10 % 50%- journal de bord (individuel) 10 %-examen mi-trimestre (individuel) 25 %

épreuve synthèse- devis de projet 5 %

- présentation en classe (individuel et équipe) 8 % 50%- rapport de recherche (individuel et équipe) 32 %- présentation publique 5 %

Filière mathématiques-physiqueFilière mathématiques-physique

séquence des cours

trimestre 1 - maths 201-NYA 3-2

trimestre 2 - maths 201-NYB 3-2- physique 203-NYA 3-2

trimestre 3 - maths 201-NYC 3-2- physique 203-NYB 3-2

au choix : RDM ou Statistiques

trimestre 4 - maths 201-FEG 3-2- physique 203-NYC 3-2- activité synthèse 360-FEE 3-2

Filière mathématiques-physiqueFilière mathématiques-physiqueactivité synthèse

Contenus disciplinaires problème 1 (formatif)

- mouvement de projectile dans un plan- équations différentielles

problème 2- résonance en mécanique- équation différentielle d’ordre 2

problème 3- résonance en circuit électrique- équation différentielle d’ordre 2

Apprentissages autonomesphysique : courant alternatif et circuits RLCcalcul : intégrales curvilignes algèbre : diagonalisation de matrices


activité synthèse

Épreuve synthèse (telle que dans l’autre filière)

situation problème au choix de chaque équipe

- élaboration d'un devis de recherche - présentation en classe (évaluation individuelle et de l'équipe)

- rapport de recherche (évaluation individuelle et de l'équipe)- présentation publique

Filière mathématiques-physiqueFilière mathématiques-physiqueévaluation

contenu disciplinaire- deux présentations orales 5 % 35%- deux rapports d’équipe 30 %

épreuve synthèse- devis de projet 5 %- présentation en classe (individuel et équipe) 8 % 50%- rapport de recherche (individuel et équipe) 32 %- présentation publique 5 %

examen final sur l’apprentissage autonome 15%


approche par problème versus exercice

Exercice («fermé»)Accent mis sur l’aspect procédural :situation connuecadre définilimites respectéesdéfinitions claires établies « recherche de la bonne formule »réponse = une fin en soi

Problème («ouvert»)Accent mis sur l’aspectconditionnel:situation imprécisedonnées incomplètescontraintes à préciserconcepts nouveaux àdéfinirmanque de critères pourdéterminer la résolution


exemple comparatif

Exercice : Mécanique NYA Exercice : Mathématiques NYBUn objet partant du repos tombe en chute Intégrez la fonction suivante libre jusqu’à ce qu’il atteigne la vitesse de12 m/s. Quelle distance parcourt-il durant sachute?

Procédé :

énoncé établi comme un exercice de cinématique ou d’intégrale =

élimine l’aspect conditionnel, peu de choix à faire

0

2sin dtte st


ordinateur et démarche algorithmique

Utilisation de l’ordinateur en mathématiques Calculs, graphiques Démos Apprentissage de l’informatique Propriétés mathématiques Démarche algorithmique

Démarche algorithmique et résolution de problèmeCompréhension globale de la problématiqueDéfinitions d’étapes : Données, instructions à effectuer, résultatsRigueur et ordre logiqueCompréhension vs réponse uniqueGénéralisable et transférable


vers la résolution de problème (Baril)

SynthèseRapport

ObservationProblématique

MathématisationModèle

Protocole

ExpérimentationLaboratoire

ModèleÉquation différentielle : my’’ = mg-Pa-y’Deux conditions initiales : y(0) = 0 et y’(0) = 0

ProtocoleCalcul : résolutionGraphique : position et vitessesSimulations : paramètres, conditions initiales


Mathématisation (baril)


Démarche progressive

NYA : Maîtrise de l’informatique, problème type, modélisation, protocole de lab NYB : schématisationNYC RenforcementAS et Calcul 3 : programmation

Modélisation, simulation Compréhension du modèle et non réponse particulière

Filière mathématiques-physiqueFilière mathématiques-physiquequatre étapes de la méthode

1) ObservationProblématique : brainstorming, critique, définir problème en une phraseRecherche bibliographique : cueillette et tri de l’infoHypothèses : concepts applicables, simplifications, paramètres,variables

2) MathématisationModèle : schéma, équation littéraleProtocole de laboratoire : calculs, graphique et simulations

3) ExpérimentationRéalisation du protocole : vérifier la plausibilité des résultatsValidation : calculs et expériences nécessaires?

4) InterprétationRapport final : résultats commentés, influence des paramètres, limitedu modèlePrésentation orale : communiquer aux pairs (auditoire critique)

Filière mathématiques-physiqueFilière mathématiques-physiqueaméliorations pédagogiques

Importance croissante… Aux dépens de…

Définition des étapes pour comprendre un problème

Calculs pour obtenir une réponse numérique

Système cohérent d’équations Résolution pour un cas particulier

Évaluation critique des résultats Valeur numérique

Autonomie Reproduction des exemples enseignés

Expérimentation par les élèves Approche magistrale

Filière mathématiques-physiqueFilière mathématiques-physiqueProjets

Cadre des projetsEnviron 6 semaines;Travail d’équipeCahier de charge ou devis, Rapport, Présentation, Exposition

Type de projetsProjets réguliers : recherche sciences ou technologieProjet conjoint sciences épistémologie : vulgarisationProjet conjoint Uqar : rétro-ingénierieProjet conjoint IUT Paris Orsay vulgarisation mathématique

Bilan et perspectivesBilan et perspectives• Problèmes et questionnement

– Ressources humaines insuffisantes– Mise à jour et amélioration– Isolement– Meilleure connaissance du monde des sciences

• Les acquis– Préparation à l’université, développement des APP– Méthode de travail : autonomie, communication– Maîtrise des outils informatiques– Sensibilisation à la culture scientifique– Approche multidiciplinaire

• Les perspectives– Mise à jour– Travail en sciences et informatique– Les attentes des universités– Les jeunes et la science– Conclusion provisoire : décloisonnement

» Décloisonnement des disciplines» Décloisonnement de l’enseignement» Ouverture sur l’étranger

Documents

L’ACTIVITÉ DE SYNTHÈSE AU COLLÈGE DE RIMOUSKI