Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Université Paris Diderot – Paris 7 UFR de Physique Laboratoire de Didactique An

Université Paris Diderot – Paris 7 UFR de Physique Laboratoire de Didactique André Revuz ANNEXES Spécialité : Didactique des Disciplines Option : Didactique des Sciences Physiques Par Stéphanie Mathé Thèse dirigée par Martine MEHEUT et Cécile de HOSSON LA « DEMARCHE D’INVESTIGATION » DANS LES COLLEGES FRANÇAIS : ELABORATION D’UN DISPOSITIF DE FORMATION ET ETUDE DE L’APPROPRIATION DE CETTE NOUVELLE METHODE D’ENSEIGNEMENT PAR LES ENSEIGNANTS Soutenue le 23 juin 2010 devant la commission d’examen constituée de : M. Ludovic MORGE Président et rapporteur M. Mauricio DUQUE Rapporteur Mme Dominique COURTILLOT Examinateur Mme Cécile FERRARI Examinateur Mme Martine MEHEUT Directeur de thèse Mme Cécile de HOSSON Directeur de thèse 2 3 Table des matières Fiches de préparation .............................................................................................................................. 5 L’eau dans notre environnement : Test de reconnaissance de l’eau par le sulfate de cuivre anhydre ............................................................................................................................................................. 5 F1.1 - Test de reconnaissance de l’eau par le sulfate de cuivre anhydre (Académie de Besançon)5 F1.2 – Le sulfate de cuivre (Académie de Lyon) ............................................................................ 10 F1.3 – Un scoop pour toi (Académie de Versailles) ....................................................................... 12 F1.4 – TP portant sur les liquides (Académie de Nice) .................................................................. 16 F1.5 – Test de reconnaissance de l’eau (Académie de Nice) ........................................................ 18 Sources de lumière – vision d’un objet : comment éclairer et voir un objet ? ................................. 20 F2.1 – Visualiser le trajet de la lumière (Académie de Versailles) ................................................ 20 F2.2 – Peut-on voir la lumière ? (Académie d’Amiens) ................................................................. 25 F2.3 – Démarche de modélisation en optique élémentaire (Académie de Clermont-Ferrand) ... 27 F2.4 – Energie lumineuse (Académie de Nantes) .......................................................................... 40 F2.5 – Le trajet de la lumière (Académie de Nice) ........................................................................ 42 Sources de lumière – vision d’un objet : Comment se propage la lumière ? (Ombre propre, ombre portée) ............................................................................................................................................... 45 F3.1 – La lumière (Académie de Dijon) ......................................................................................... 45 F3.2 – Le côté obscur de la scène (Académie de Lyon) ................................................................. 50 F3.3 – La maison de Monsieur Martin (Académie de Versailles) .................................................. 53 F3.4 – Démarche d’investigation sur les ombres (Académie de Nantes) ..................................... 57 F3.5 – Des ombres pour mesurer (Académie de Nice).................................................................. 59 Les combustions : qu’est-ce que brûler ? .......................................................................................... 61 F4.1 – La combustion au collège (Académie de Nantes) ............................................................... 61 F4.2 – Le barbecue (Académie de Dijon) ....................................................................................... 63 F4.3 – Combustion du carbone en classe de quatrième (Académie de Dijon) ............................. 66 La loi d’Ohm : comment varie l’intensité du courant électrique dans une « résistance » quand on augmente la tension électrique à ses bornes ? ................................................................................. 70 F5.1 – Intensité, tension, résistance (Académie de Besançon) ..................................................... 70 F5.2 - Relation entre l’intensité traversant un dipôle ohmique et la tension à ses bornes (Académie de Créteil) .................................................................................................................... 73 F5.3 – La loi d’Ohm (Académie de Dijon) ...................................................................................... 79 4 Les changements d’état de l’eau : Lors des changements d’état, la masse se conserve et le volume varie ................................................................................................................................................... 81 F6.1 – Comment expliquer la montée des eaux des océans en cas de réchauffement de la planète ? (Académie de Dijon) ..................................................................................................... 81 F6.2 – La bouteille au congélateur (Académie de Dijon) .............................................................. 84 F6.3 – Variation du volume lors d’un changement d’état : la bouteille (Académie d’Amiens) .... 86 F6.4 – Eviter les pots cassés (Académie de Nantes) ...................................................................... 87 F6.5 – Que se passe-t-il lorsque l’eau liquide devient de la glace ? (Académie de Lyon) ............. 91 L’intensité dans le circuit principal d’un montage en dérivation augmente avec le nombre de récepteurs en dérivation ................................................................................................................... 93 F7.0 – Les prises (Académie de Dijon) ........................................................................................... 93 Intensité et tension, deux grandeurs électriques issues de la mesure : La tension est la même aux bornes de deux dipôles en dérivation ............................................................................................... 95 F8.0 – On a déchiré mon cours (Académie de Versailles) ............................................................. 95 Protocole d’entretiens .......................................................................................................................... 98 Présentation de la formation du PAF .................................................................................................. 100 Questionnaires distribués au cours de la formation ........................................................................... 125 Questionnaire 1 : La démarche d’investigation (1e séance) ............................................................ 125 Questionnaire 2 : Repérer des conceptions d’élèves (1e séance) ................................................... 125 Questionnaire 3 : Caractériser des problèmes (1e séance) ............................................................. 129 Questionnaire 4 (3e séance) ............................................................................................................ 131 5 Fiches de préparation L’eau dans notre environnement : Test de reconnaissance de l’eau par le sulfate de cuivre anhydre F1.1 - Test de reconnaissance de l’eau par le sulfate de cuivre anhydre (Académie de Besançon) Test de reconnaissance de l’eau par le sulfate de cuivre anhydre Un exemple de démarche d'investigation expérimentale en classe de 5ème Compétences à acquérir : - Compétence 1 : Décrire le test de reconnaissance de l’eau par le sulfate de cuivre anhydre - Compétence 2 : Réinvestir la connaissance du test de reconnaissance de l’eau par le sulfate de cuivre anhydre pour distinguer des milieux qui contiennent de l’eau de ceux qui n’en contiennent pas + compétence expérimentale : Réaliser le test de reconnaissance de l’eau. Durée : 2 séances d’une heure. Situation déclenchante : Un jour, des extraterrestres déposent devant ta porte un panier. A l’intérieur, tu découvres une petite boule de poils, quatre flacons contenant des poudres (chlorure de sodium, sulfate de cuivre anhydre, sulfate de cuivre et chlorure de calcium) et ce message : Guzo est un petit être fragile, prends-en bien soin ! Ne lui donne surtout pas à manger un aliment contenant de l’eau sinon il pourrait disparaître !!! 6 Phase N°1 : Questionnement Appropriation du problème par les élèves Formulation du problème scientifique Professeur Élèves Explique aux élèves que derrière l’anecdote de l’histoire se cache un problème de chimie qu’ils devront résoudre. Quel est ce problème ? Réflexion individuelle Guide les élèves dans leur réflexion pour les amener à trouver le problème de chimie à résoudre, par exemple : Mise en commun des questions. Fait remarquer que ce n’est pas le problème du chimiste, que cette question sera traitée plus tard « Avec quels aliments vais-je pouvoir nourrir Guzo ? » Questionne « C'est bien là le problème ! Comment le savoir ? » Peut encore guider avec cette question si aucun élève ne pense à se servir des quatre poudres « Qu’ont apporté les extra-terrestres ? » puis « A quoi peuvent bien servir ces quatre poudres ? » Vérifie que les élèves se sont appropriés le problème à résoudre en questionnant. « Quel aliment contient de l’eau ? » Les élèves s’approprient l’objectif du T.P. en le formulant. Le problème de chimie est alors posé et noté dans le cahier de chaque élève. « Comment tester la présence d’eau dans des aliments ? Est-ce que le chlorure de sodium, le sulfate de cuivre anhydre, le sulfate de cuivre, le chlorure de calcium peuvent être utilisés pour faire ce test ? Phase N°2 : Mise en place d’une stratégie de résolution du problème Professeur Élèves Guide par l’intermédiaire de questions. Quelles expériences pouvez vous mettre en place pour tester la présence d'eau dans des substances ? Constitue éventuellement des groupes Aide à structurer la démarche en questionnant. Que va-t-il se passer avec ces "poudres" s'il y a de l'eau ? Es-tu sûr que si la poudre "change" ce sera à cause de l'eau ? Ainsi avec ses questions le professeur amène l'élève à penser au test Réflexion individuelle (pour que chaque élève se sente concerné) et trace écrite au brouillon Mise en commun des idées de chacun puis confrontation / argumentation jusqu’à l’émergence d’une proposition commune d’expérience (au sein du groupe ou collectivement). Par exemple les élèves peuvent proposer : Prendre des aliments et mettre les différentes "poudres" dessus et regarder. Elles vont changer 7 témoin avec de l'eau C'est une idée intéressante et alors comment procéder ? Il arrive parfois qu'aucun élève ne propose le bon protocole alors le professeur doit relancer la réflexion. On peut partir sur la piste "produit dangereux donc en rejeter le moins possible dans l'évier donc en utiliser le moins possible" (point suivant "sécurité") Fait observer les étiquettes sur les flacons contenant les quatre poudres si aucun élève n'a remarqué les pictogrammes de danger. Propose des documents apportant des informations sur les pictogrammes de danger. Valide et complète ces consignes Retour sur le protocole. Aide à la décision, si besoin. Il faut voir comment ça fait avec de l'eau prendre 1 bécher avec de l'eau et verser dedans les poudres les unes après les autres. prendre 4 béchers avec de l'eau et de verser une poudre différente dans chacun et voir Proposent des consignes de sécurité liées à l'utilisation des produits dangereux utilisés. Trace écrite (pictogramme et consignes de sécurité) Recherchent le meilleur protocole pour voir comment ces "poudres" se comportent en présence d'eau. Trace écrite (protocole à suivre) Phase N°3 : Réalisation de l’expérience (eau + chaque "poudre") Professeur Élèves - Fournit le matériel nécessaire. - Vérifie que les élèves respectent les consignes de sécurité. - Gère le temps - Veille à la qualité des écrits Chaque groupe réalise son expérience. Chaque élève écrit ses observations et ses conclusions Phase uploads/Philosophie/ demarche-d-investigation.pdf