La mod

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La modélisation en Sciences Physiques

• Comprendre le fonctionnement des Sciences
  Physiques pour mieux lenseigner et lapprendre.

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Le point de vue de l'institution sur
l'enseignement des sciences au lycée

• La logique pédagogique que sous-tendent ces
  nouvelles approches est que le développement des
  sciences se fait par un va-et-vient entre
  l'observation et l'expérience d'un côté, la
  conceptualisation et la modélisation de l'autre
  .
• L'exercice de modélisation du réel est sans doute
  la démarche la plus importante et aussi la plus
  difficile dans la démarche scientifique. Passer
  du concret à l'abstrait, de l'observation à sa
  traduction formalisée demande que l'on soit
  capable d'extraire du monde réel une
  représentation simplifiée, le degré de
  simplification dépendant du niveau où l'on se
  situe. Le professeur doit s'efforcer sur des
  exemples simples de montrer comment se fait la
  modélisation, ceci dans toutes les sciences.
• (BOEN hors série n2 du 30 août 2001, annexe sur
  l'enseignement des sciences au lycée)?

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• La modélisation dans les programmes de
  physique-chimie
• En 2nde
• "insister sur le fait que la pratique
  expérimentale dans lenseignement ne favorise la
  formation de lesprit scientifique que si elle
  est accompagnée dune pratique du questionnement
  et de la modélisation.
• "Contrairement aux mathématiques, où les objets
  sur lesquels on raisonne sont toujours simples et
  facilement identifiables par les élèves
  -droites, cercles, sphères, cylindres, nombres,
  etc- cette activité de modélisation, difficile
  quel que soit le niveau considéré, est au coeur
  des sciences expérimentales." Sa maîtrise est une
  "difficulté quil sagit de traiter en tant que
  telle"
• Au sujet de la constitution de la matière,
  "Lenseignant sensibilise lélève à la notion de
  modèle et à ses limites".
• Des exemples pendule simple, modèle du gaz
  parfait, réaction comme modèle de la
  transformation chimique
• Compétence mise en jeu en TP
• Déterminer le domaine de validité dun modèle

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Un modèle selon les élèves
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• Qu'est-ce que faire de la physique ?
• Analyser et interpréter les objets et les
  événements du monde matériel (point de vue
  partagé par les élèves, qui utilisent davantage
  le verbe expliquer)
• Faire des prévisions sur ce monde (Aspect non
  évoqué par les élèves qui ne se fait donc quen
  classe)
• Ceci nécessite
• d'utiliser des théories, des modèles, des
  concepts
• de simplifier, didéaliser, de faire des choix,
  de confronter aux situations matérielles...
• bref modéliser...

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Vers une épistémologie "scolaire"
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Articuler les deux mondes...
monde de la théorie et du modèle
Relations entre concepts
Ce qui crée du sensLa difficulté essentielle
monde des objets et des événements
Relations entre événements et/ou objets
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Pour l'apprentissage initial...

• Cette activité de modélisation nécessite
  d'étudier des situations simples et/ou très
  épurées... sans exclure dautres situations plus
  complexes
• pour lesquelles l'explication ou l'interprétation
  en termes de physique ne présente pas a priori un
  intérêt immédiat.
• éloignées des situations que les élèves
  pourraient avoir envie de comprendre (situations
  qui ne posent pas de question dans la vie de tous
  les jours, quil ne vient pas à lidée détudier
  )
• En utilisant un vocabulaire à manipuler avec
  dinfinies précautions

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Un cas décole.
Pourquoi ce livre est il immobile?Parce quil
est soumis à deux forces qui se compensent !!!
Séparons la modélisation de la situation
matérielle et justifions un minimum notre
question
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Autres exemples très classiques

• Méthode des visées
• Un exercice pratique avec un modèle omniprésent

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• Utilisation dun simulateur
• une fausse expérience  respectant
  parfaitement le modèle
• http//olical.free.fr/bateau2.swf

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Des hypothèses sur lapprentissage
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• On apprend à partir de ce quon sait déjà
• Cela concerne aussi bien les connaissances
  quotidiennes que scientifiques.
• En physique on acquiert énormément de
  connaissances quotidiennes sur le monde matériel
  qui nous entoure qui sont opérationnelles et cela
  dès la naissance
• En mathématiques également, lélève na pas  la
  tête vide  (connaissances antérieures scolaires
  ou extra-scolaires).

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• On sapproprie le savoir par petits éléments
• dans un ordre qui nest généralement pas lordre
  rationnel dexposition du savoir officiel 
• Il y a donc une différence de temporalité et de
  chronologie entre temps dapprentissage et temps
  didactique.

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• On apprend en communiquant avec les autres
• Quand il y a collaboration et confrontation
  (langage oral, écrit, gestuel, )
• Nécessité de formalisation (mettre en forme ses
  idées pour pouvoir les formuler pour collaborer
  et confronter)
• Importance de formulation pour lapprentissage
  mathématique

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Quelles hypothèses dapprentissage mettre en
avant?

• Discussion en groupe autour de ses hypothèses (et
  éventuellement en lien avec des deux mondes)
• Les hypothèses semblent-t-elles prises en charge
  dans les BO ?
• Pertinence des hypothèses par rapport à votre
  pratique denseignant / de formateur ?
• Mise en commun chaque groupe fait part aux
  autres des idées principales ressorties de la
  discussion