Remerciez-le!

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

Académie d’Orléans-Tours Septembre 2018 1 Les apports du numérique en Physique-

Académie d’Orléans-Tours Septembre 2018 1 Les apports du numérique en Physique-Chimie « L’École contribue au projet d'une société de l’information et de la communication pour tous en initiant, en partenariat avec les collectivités et différents acteurs, des actions pour généraliser les usages et développer les ressources numériques pour l'éducation. Elle forme les élèves à maîtriser ces outils numériques et prépare le futur citoyen à vivre dans une société dont l’environnement technologique évolue constamment. » Site du Ministère de l’Education Nationale, page « L’utilisation du numérique à l’Ecole » (février 2017) Introduction ...................................................................................................................................................... 1 1. Les apports du numérique au développement des compétences disciplinaires ........................... 2 1.1. Acquérir et traiter des données expérimentales...................................................................... 2 1.2. Simuler et modéliser ................................................................................................................... 2 1.3. Programmer, coder ..................................................................................................................... 2 2. Les apports du numérique au développement des compétences transversales des élèves ....... 3 2.1. Rechercher et traiter l’information ............................................................................................ 3 2.2. Communiquer et rendre compte................................................................................................ 3 2.3. Travailler en équipe .................................................................................................................... 3 3. Les apports du numérique au développement des pratiques pédagogiques et didactiques ....... 4 3.1. Les apports du numérique pour l’enseignement..................................................................... 4 3.1.1. Le numérique pour communiquer ou mutualiser ....................................................... 4 3.1.2. Se former en utilisant le numérique ............................................................................ 4 3.2. Les apports du numérique contribuant aux apprentissages des élèves .............................. 4 3.2.1. Les apports du numérique pour différencier .............................................................. 5 3.2.2. Les apports du numérique pour évaluer ..................................................................... 6 3.2.3. Une plus-value du numérique au service des apprentissages des élèves .............. 7 Conclusion ....................................................................................................................................................... 9 Introduction Le projet académique 2018-2022 rappelle que le numérique peut contribuer fortement à adapter les pratiques pédagogiques aux besoins des élèves et qu’il est nécessaire de mettre le numérique au service d’un meilleur suivi des parcours et d’une plus grande lisibilité pour les parents. De plus, le numérique peut contribuer à encourager le travail (coopératif, collaboratif) entre élèves, et ainsi agir sur le climat scolaire comme facteur de réussite. Le socle commun de connaissances, de compétences et de culture fait référence explicitement au numérique, en particulier dans les domaines 1, 2 et 4. De même, tous les programmes récents de physique-chimie y font référence dans leur préambule (compétences travaillées au cycle 4, programme de seconde de 2010, programmes du cycle terminal scientifique publié en 2010, de classes préparatoires aux grandes écoles…). Enfin, les contenus même des programmes appellent à mettre en œuvre le traitement numérique de l’information en physique-chimie (terminale S, tronc commun STL-STI2D, BTS systèmes numériques…). Des extraits des documents officiels évoqués ci-dessus sont cités en annexe 1. Nous voyons à travers cette introduction la variété des usages du numérique en physique-chimie, certains étant propres à la discipline, d’autres permettant de développer des compétences transversales, et d’autres encore, davantage en lien avec les pratiques pédagogiques. Ces trois axes sont développés ci-après. Académie d’Orléans-Tours Septembre 2018 2 1. Les apports du numérique au développement des compétences disciplinaires 1.1. Acquérir et traiter des données expérimentales1 L’ordinateur est un outil incontournable de tous les laboratoires de recherche et d’enseignement ; le suivi manuel peut avantageusement être remplacé par une acquisition numérique lors de mesures répétitives ou nécessitant une longue durée de suivi, dans les situations de cinétique rapide ou lors d’une acquisition vidéo. Que les mesures soient acquises manuellement ou numériquement, leur traitement est très souvent plus rapide, plus confortable et plus complet quand il est assuré avec les logiciels de traitement que sont les tableurs, les grapheurs et autres applicatifs associés aux interfaces du marché. 1.2. Simuler et modéliser La simulation est l’une des modalités de pratique de la démarche scientifique ; elle ne remplace pas la nécessaire expérimentation mais la complète. Elle permet de tester des hypothèses, de varier les conditions de vérification d’un modèle ou de réaliser des investigations qu’il est impossible de faire par l’expérience, pour des raisons de sécurité, coût du matériel, etc. Initier l’élève à la démarche scientifique c’est le rendre capable de mettre en œuvre un raisonnement pour identifier un problème, formuler des hypothèses, les confronter aux constats expérimentaux et exercer son esprit critique. La modélisation est ainsi une activité indispensable dont certains aspects, comme ceux liés à l’utilisation des mathématiques, sont à concevoir avec les outils numériques. Cela permet en effet de focaliser l’attention des élèves sur l’interprétation des résultats plutôt que sur les techniques mathématiques. 1.3. Programmer, coder La programmation développe des compétences utiles à la physique et la chimie : approche logique des problèmes, approche modulaire qui permet de décomposer des problèmes complexes en composantes plus simples, étape importante pour concrétiser des modélisations. Les applications de l’algorithmique et de la programmation sont diverses en physique-chimie : visualisation, simulation, expérimentation, production, traitement du signal. Associer la programmation à la physique-chimie est une idée qui n’est pas récente au lycée. A partir des années 1990, des applications dédiées (par exemple Simultit pour les titrages en chimie) ont permis simulation et acquisition de données. Puis il y eut l’ère des curseurs, pour faire varier des paramètres d’une situation physique2. A l’heure actuelle, des environnements virtuels se développent (par exemple, « Minecraft for chemistry » qui s’apparente à un jeu vidéo). Il faut néanmoins avoir à l’esprit que ces simulations, parfois tellement réalistes, peuvent induire que certains élèves ne fassent pas la différence entre simulation et réalité : les principes physiques sous-jacents à ces simulations ne sont pas toujours explicités (on ne connait pas l’algorithme…) et sont donc en quelque sorte des boîtes noires, qu’il pourrait être intéressant d’entrouvrir. Le codage est maintenant arrivé dans les programmes de collège. Après une découverte au cycle 3 dans les programmes de mathématiques et de Sciences et technologie (thème Matériaux et objets techniques), l’algorithmique et la programmation figurent explicitement dans les programmes de mathématiques et de technologie du cycle 4. Elle n’est certes pas explicitement intégrée au programme de physique-chimie du cycle 4, mais pour autant, dans le cadre de certains EPI ou de projets interdisciplinaires intégrant la physique-chimie (concours C. Génial…), le collégien peut être amené à programmer, en utilisant des langages blocs type Scratch le plus souvent, afin de consolider les compétences de codage des élèves. Au lycée, il est bien entendu possible de programmer, avec Python notamment, très utilisé en mathématiques. De nouvelles approches expérimentales sont aussi envisageables au lycée, en utilisant des microcontrôleurs 1 Voir les ressources élaborées lors des travaux académiques mutualisés (TraAM) : https://www.ac-orleans- tours.fr/pedagogie/physique/numerique/travaux_academiques_mutualises_2017_2018/ 2 Voir les productions du GRIESP « L'utilisation d'un logiciel de géométrie dynamique, un atout pour l'enseignement de la physique-chimie » : http://eduscol.education.fr/fileadmin/user_upload/Physique- chimie/PDF/utilisation_logiciel_geometrie__dynamique.pdf Académie d’Orléans-Tours Septembre 2018 3 type Arduino, pour réaliser des acquisitions3. De plus, avec les smartphones ou tablettes et leurs capteurs intégrés, il est par exemple possible de programmer en quelques blocs et lignes de codage une application donnant la vitesse en temps réel à partir des mesures de l’accéléromètre ou du GPS. Des groupes de travail (GRIESP, TraAM 2018-2019) se sont emparés de ce sujet du codage et de la programmation en physique-chimie. 2. Les apports du numérique au développement des compétences transversales des élèves 2.1. Rechercher et traiter l’information Extraire et exploiter l’information utile est une compétence attendue d’un collégien et d’un lycéen. Les élèves sont amenés à effectuer des recherches sur Internet, à en extraire les éléments pertinents, les classer, etc. La structuration d’un document hypertexte, son indexation, les flashcodes sont des moyens puissants pour archiver et retrouver des informations. Les ressources numériques sont aujourd’hui multiples et de qualité très variable ; les choix à opérer supposent un apprentissage (développement de l’esprit critique, croisement des informations sans faire de copier-coller). Cela suppose de mener des actions de sensibilisation au numérique responsable, comme le droit à l’image, ou encore la protection des données. Il est important d’éduquer les élèves aux médias et à l’information, en s’appuyant notamment sur les ressources du CLEMI (Centre de Liaison de l’Enseignement et des Médias d’Information), ou en travaillant par exemple sur une information scientifique prêtant à controverse. 2.2. Communiquer et rendre compte Pour communiquer et rendre compte de leurs travaux à l’écrit, les élèves peuvent utiliser différents outils numériques : traitement de texte pour rédiger un compte-rendu, avec la possibilité d’y insérer des photos d’expériences prises avec un smartphone ou une tablette, ou encore pour rendre compte d’un travail de groupe ; diaporama ; carte mentale ; etc. Lors de projets collectifs ou d’échanges inter-établissements, les élèves peuvent aussi utiliser des outils d’écriture simultanée (Cf. § 2.3). Des outils numériques peuvent aussi être utilisés par les élèves pour rendre compte de leur travail à l’oral (par exemple, enregistrement avec Audacity d’un compte-rendu oral), ou pour s’entraîner à être plus à l’aise à l’oral, notamment en vue de la préparation d’une épreuve, l’outil permettant aux élèves de se réécouter. A l’issue d’un travail de groupe, il peut aussi être intéressant d’utiliser un visualiseur/flexcam ou d’une tablette reliée au vidéoprojecteur, pour partager au tableau une production réalisée par l’équipe, pouvant servir de support au rapporteur du groupe. 2.3. Travailler en équipe Le numérique peut permettre de développer et encourager le travail collaboratif. Il existe de nombreux outils permettant des travaux mutualisés en ligne : - uploads/Sante/ apports-tice-dans-l-x27-enseignement.pdf