Rubrique informatique

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L'EXAO se justifie-t-il?
 Q.C.M. avec Hot. pot.
Un travail sur Domodidac
Résumé de l'atelier TICE des journées APISP

 
 
 

DOMODIDAC est un logiciel bien utile pour l'apprentissage de l'électricité à la maison.

Isabelle Bole-Feysot et les collègues du Collège de Thonon (Haute-Savoie) ont travaillé sur des fiches d'activités sur le logiciel. Si vous possédez le logiciel DOMODIDAC vous pouvez télécharger les fiches.


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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L’ExAO, en sciences physiques au collège, se justifie-t-il ?

 Si on a de la chance, si on y croit, si on monte un projet, si on pense que « ça vaut le coup »…on pourra peut-être disposer de matériel pour expérimenter avec un ordinateur en classe…Mais quel en est l’intérêt ? peu d’entre nous, à l’heure actuelle, peuvent espérer avoir du matériel pour que les élèves puissent travailler par deux, voire trois, contrairement à ce que semblent penser les constructeurs qui conçoivent des interfaces très sympa pour les élèves, presque ludiques. 

 Au mieux, nous disposerons d’un poste prof si nous le voulons vraiment.

 Il ne s’agit pas ici de reprendre ce qui a déjà été développé par d’autres (en particulier Christian Malric du bureau de l’association) : des expériences « qui marchent » en ExAO, mais plutôt de réfléchir à l’intérêt pédagogique de ce type de matériel, utilisé en monoposte. Je soumets à votre réflexion ( et à vos remarques), une séquence d’électricité en troisième.

Prérequis : Un circuit ne peut être traversé par un courant que s’il est fermé et s’il contient un générateur.
Il existe deux types de générateurs : tension constante ou tension variable entre leur bornes.

Obstacle travaillé : la notion d’axe des temps.

Problème posé : Faire une représentation graphique de la tension en fonction du temps, dans le cas d’un générateur de courant continu et d’un générateur de courant variable.

Premier cas : générateur de courant continu.

 Surprise, beaucoup d’élèves ne savent pas répondre et les autres hésitent beaucoup.

L’enseignant : « Que faudrait-il faire pour répondre à cette question ? »
 Les élèves proposent alors de mesurer la tension, mesurer le temps, faire un tableau…
Ils recherchent le matériel nécessaire, et le protocole expérimental.

 C’est à ce moment que l’enseignant peut introduire le matériel nouveau, en mesurant la tension avec la sonde voltmètre, par l’intermédiaire de l’interface. La lecture de la tension se fait sur grand écran , chacun peut lire de sa place. Si on a la chance de disposer d’un autre ordinateur ( pourquoi pas un vieux, au rebut de l’administration, il suffit ici) on peut disposer d’un métronome que l’on programme à volonté, très simplement.
A capturer sur Internet…

 Pendant la présentation et la programmation du chronomètre, la tension aux bornes du générateur reste affichée ( en gros, sur l’écran, s’affiche toujours la même valeur). 

 Les enfants préparent leur tableau, le chronomètre est mis en route, et ils relèvent la tension, par exemple chaque seconde. Au début, ils attendent le bip puis, ils commencent à anticiper sur les mesures. Cette fois-ci, tension constante, ça commence à vouloir dire dans leur tête qu’elle est toujours la même, quel que soit le temps... mais très peu anticipent pour le graphique... alors , on le construit et on discute de l’échelle ; Un cm pour une seconde, pourquoi pas, donc 10 cm, 10 s on gradue cet axe des temps, on construit le graphique, cette droite parallèle à l’axe de temps commence à prendre du sens.

Deuxième cas : générateur de courant alternatif.

 L’enseignant donne un joker : le générateur alternatif ( tbf  fréquence 0,01 Hz) remplace le précédent et la tension évolue sans arrêt, sur l’écran.

 Le problème posé étant le même, ils essaient de suivre l’évolution de la tension et certains commencent à imaginer le graphique. Tous proposent de refaire l’expérience précédente mais au moment de programmer le chrono, passent à 5 s, pour pouvoir lire.
Le graphique est construit point par point  mais ce n’est pas bien beau, disent–ils, on a l’impression qu’il manque des valeurs 

 C’est le moment d’utiliser le mode oscillo de l’interface ; on refait d’abord exactement l’expérience des élèves, dans les mêmes conditions, et, sur l’écran, ils retrouvent leur courbe.

 Proposition des élèves : "mais l’ordinateur, il peut lire plus vite, si on lui demande." 

On peut maintenant demander des mesures plus rapprochées, et obtenir une courbe plus régulière. On discute de l’apport du matériel informatique avec les élèves.

En conclusion :
 Conformément au programme, les élèves ont construit la courbe point par point, mais nous sommes allés plus loin.
 Manip prof ou manip élève ?

Dans ce cas, l’utilisation de l’outil informatique par les élèves n’apporte rien de plus que l’expérience  de bureau. Ils sont tous actifs,   discussion, propositions d’expériences ou de réglages, relevé de mesures, tracé de graphiques et l’apport de l’ExAO est indéniable…il est très rapide ensuite d’étudier d’autres tensions.
 Il me semble important d’introduire très progressivement ce type de travail pour que les élèves comprennent le rôle de l’outil informatique en pensant que ceux qui iront au lycée auront tout de suite droit à des TP informatisés, avec des collègues qui n’auront peut-être pas le temps d’en discuter le bien fondé.
 

Nicole Jourdain

 jourdain@cur-archamps.fr

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Une autre utilisation possible de l’ExAO  dans nos classes de collège...

Au programme de troisième, dans la rubrique « mouvement et forces », on trouve :
 Reconnaître un état de mouvement ou de repos d’un objet par rapport à un autre objet
 Reconnaître un mouvement accéléré, ralenti, uniforme
Savoir interpréter un graphique relatif au mouvement d’un véhicule.
C’est cette dernière partie que je vous propose de traiter avec l’aide de l’ExAO.

Le problème posé :
  Le professeur mime les différentes possibilités de mouvement d’un expérimentateur, en silence, après avoir signalé que la distance est mesurée par rapport au bureau (on repérera toujours la position de l’expérimentateur par rapport au bureau ) l’expérimentateur se déplace sur une trajectoire rectiligne, il peut avancer, reculer, courir , s’arrêter ,accélérer, ralentir.
  Les élèves disposent du document suivant, auquel il devront répondre individuellement, avant la confrontation :

1. Vous avez observer les différentes possibilités de mouvement de l’expérimentateur.

2. Le graphique ci-dessous représente la distance de l’expérimentateur au bureau, au cours d’un autre mime, en fonction du temps ( la distance est en ordonnée, le temps en abscisse)
 
 
 
 

Décrire le mouvement de cet expérimentateur et le mimer.
 Volontairement, les axes sont marqués x, y, pour obliger les enfants à faire le lien avec les données, même chose pour les vecteurs unitaires, qu’ils sont amenés à demander. Il est intéressant de mettre un temps très court

 Chacun décrit le mouvement qu’il croit être celui étudié, sur son cahier de brouillon . Il a été précisé que la description doit être suffisamment claire pour qu’un autre élève puisse mimer le mouvement décrit.

 On fait mimer les différentes propositions proposées et toujours, on constate que les apprenants confondent vitesse constante et arrêt.
 

3. Comment procéder pour vérifier votre proposition ? Comment procéder pour savoir qui a raison ?

Les élèves proposent chronomètre et règle et on réalise l’expérience 
 Un élève mime
 Un chronomètre
 Un relève les résultats dans un tableau, qu’ils ont du prévoir pour pouvoir faire le graphique
Et très vite, c’est la panique car on arrive pas à suivre ; chacun y va de ses propositions : il faut s’arrêter au moment du top pour pouvoir mesurer…,  ils prennent des repères sur le sol pour identifier les positions clés, sans s’occuper ensuite de la façon d’y accéder, on veut faire des mesures plus rapprochées, ..grand débat mais le secrétaire qui est au tableau n’arrive pas à relever de valeurs…

 Alors, on est obligé d’admettre que ce n’est pas possible avec nos « petits moyens » et c’est le moment d’utiliser l’ExAO ; le matériel Texas est très bien adapté à cette expérience (mais sans doute transposable avec une autre interface) . Les mesures de distance sont réalisées avec un sonar ; Texas met à notre disposition un programme qui permet de faire les enregistrements et surtout de visualiser le graphique pas à pas. La calculette étant munie d’un écran rétroprojetable, la courbe s’inscrit pas à pas au tableau et les élèves peuvent la suivre au cours de leur déplacement.

Chacun vient mimer sa proposition, l’expérience permet de trouver le bon mouvement.

4. Décrire les mouvements correspondants aux graphiques suivants, sachant que la trajectoire est inchangée.
Il est intéressant de proposer une droite parallèle à l’axe des temps et une parallèle à l’axe des distances, ainsi que des graphiques correspondants aux différents mouvements qu’ils ont préalablement proposés 
 

 


 
 
 


 
On peut télécharger sur Internet,  un logiciel  gratuit pour les professeurs : 
Hot Potatoes (Les patates chaudes) à télécharger sur le site de l'IUFM de Lille (rubrique "Educatif")
-Cest un logiciel qui génère des pages HTML et qui permet de fabriquer des Q.C.M. et d'autres travaux avec cases à cocher.
-L'utilisation est facile et simple .
-Voici 1 exemple à télécharger sur les états de la matière 
-D'autres exemples sont à découvrir dans le site de C.David:"La physique c'est fantastique" http://phys.free.fr/


Nouvelle version 5 à télécharger http://web.uvic.ca/hrd/hotpot/ 

Voici quelques exemples à télécharger avec la page source pour les modifier à volonté:

Des révisions de Chimie 3° Sur les états de la matière 5°
Lecture d'éprouvettes 5° Travail sur les mélanges 5°
Des mots croisés La Loi d'Ohm 3°


 

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Journées APISP de Novembre 2000

Atelier : réseau informatique pédagogique et TIC en physique-chimie au collège.

De plus en plus, les instances supérieures nous demandent d’utiliser les technologies de l’information et de la communication dans notre enseignement. Mais plusieurs problèmes se posent :
 

  • Les élèves , au cours d’une journée de classe, se déplacent d’une salle dans l’autre et s’ils travaillent sur l’ordinateur, au cours de la journée, en techno, en français, au CDI..en physique, ils ne retrouvent pas leur environnement de travail et pour conserver leurs travaux, ils n’ont pas d’autre solution que la disquette, avec les risques associés.
  • Les professeurs ont besoin d’un matériel fiable. Lorsqu’une séquence de classe est conçue, basée sur les TIC, il ne faut pas, au départ, devoir se bagarrer avec l’ordinateur. Nous devons pouvoir compter sur le bon fonctionnement du matériel.


Une solution pour régler ces problèmes de nomadisme de l’élève et de la fiabilité du matériel informatique passe par le réseau.

  Chacun, éducateur ou enfant, dispose d’un espace personnel sur le serveur, protégé par un mot de passe, sur lequel il est le seul à pouvoir accéder ; ainsi est donc résolu le problème de sauvegarde et chacun peut sans problème travailler sur un poste ou un autre de l’établissement, il est sûr de retrouver son travail dans sa zone. Pour gérer et protéger le réseau, une interface logicielle est nécessaire. Dans l’académie de Grenoble, nous avons eu la chance d’avoir à notre disposition l’interface altaïr. Elle est maintenant dépassée et avantageusement remplacée par l’interface HARP (informations sur le site : www.arlys.com). Une fois l’interface installée, l’administrateur local peut facilement mettre à disposition les logiciels et protéger l’environnement pour éviter toute modification par un utilisateur maladroit ou mal intentionné.

 Ayant résolu les problèmes précédemment évoqués, nous pouvons maintenant envisager les différents usages des TIC pour le professeur.

 Les outils de bureautique doivent maintenant faire partie de la panoplie de base de tout enseignant.

 Il est indispensable d’avoir la maîtrise de l’utilisation d’internet ( aussi bien pour la messagerie, qui facilite énormément les échanges que pour la recherche)

 Il est nécessaire de connaître les logiciels de notre discipline et de les prendre en main, ainsi que les cd-rom ( bien référencés sur plusieurs sites académiques, en particulier Toulouse et Reims)

 Avoir la maîtrise d’un matériel d’ExAO

 Savoir utiliser un logiciel de capture de sites web ( l’académie de Nantes en propose un gratuit, et ceux du commerce ne sont pas onéreux )

Voilà pour le minimum…
 
 

Pour terminer ce tour d’horizon, quelques idées d’utilisation des TIC en classe.

 En premier lieu, il me semble nécessaire de préciser que la " salle informatique 15 postes ", que l’on trouve de plus en plus dans les collèges de l’académie de Grenoble, n’est guère utilisable pour notre discipline. En effet, nous ne faisons, sauf exceptions, que des utilisations ponctuelles de l’ordinateur durant une séquence de classe, pour une simulation, une recherche sur internet ou sur un cd-rom, des exercices d’entraînement pour certains pendant que d’autres manipulent. Le déplacement vers la salle informatique est une grosse perte de temps. L’idéal est de disposer de plusieurs postes dans la salle de physique, ce qui est concevable si le professeur propose un projet d’utilisation bien construit.

 Le simulateur, longtemps contesté, est enfin reconnu comme un excellent outil pédagogique, en complément de l’expérience. Il permet de vérifier des prévisions sans risque de détériorer du matériel, de faire des tests aux limites ( adaptation générateur- récepteur ; travail sur le calibre des appareils ..) Des exemples de simulateurs :
Tpelec (Belin ?), crocodile clip(Pierron) en électricité, ovao (Pierron) pour l’oscillo, colorlab(Pierron) ou trichrom (Micrelec)pour la couleur et un excellent outil pour le travail des risques électriques : domodidac(Pierron).

 On trouve d’excellents logiciels pour le travail sur les équations bilans et pleins d’idées sur internet. Je conseille deux logiciels très complémentaires
 équations de Micrelec ( très bien pour aider l’élève à faire la mise en équations) et équations de langage et informatique, bon logiciel pour aider à comprendre le principe de l’équilibre de l’équation bilan.

 IL existe aussi des logiciels d’exercices mais il n’est pas question de faire ici une liste exhaustive des produits qui existent dans le commerce

 A mon avis, les logiciels équations ou d’exercices sont intéressants pour les élèves en difficulté, d’où l’avantage d’avoir quelques postes sur place, ce qui permet de faire de la pédagogie différenciée. 

 Et puis, il ne faut pas oublier une encyclopédie comme Encarta, très bien adaptée à nos élèves.

 J’ai précédemment cité les échanges sur internet, deux logiciels me semblent particulièrement performants : 

hot potatoesque vous télécharger très rapidement par l’intermédiaire de "www.lille-iufm.fr ". Ce logiciel permet d’écrire très rapidement de petits exercices d’évaluation qu’il est possible de mettre à disposition de tous (deux exemples sur le site de l’apisp et bien d’autres sur le super site de C David 

butinage, un logiciel d’aide à la recherche sur internet ( à découvrir sur www.cde4.com). Une présentation de butinage est sur le site de l’apisp et j’ai écrit un fil rouge sur l’eau, que vous pourrez retrouver en ligne.

Je ne parlerai guère de l’ExAO puisque cette partie est traitée par mon collègue Christian Malric. 

En conclusion, si vous n’avez pas encore osé vous investir dans ces technologies, décidez vous à faire le pas… On peut s’en passer, bien sûr , mais c’est tellement mieux avec !

Ceci n’est qu’une synthèse très rapide, je reste à votre disposition pour toute information supplémentaire, dans la mesure où mes compétences me le permettront.

Nicole Jourdain

Jourdain@edres74.cur-archamps.fr
 

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