1 L'Expérimental en Sciences physiques. Partie A Lexpérimental et lenseignement de lexpérimental...
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1
L'Expérimental en Sciences physiques
Partie A L’expérimental et l’enseignement de
l’expérimental
1- Les objectifs des TP
2- Aspects historiques
3- L’expérimental - La démarche expérimentale
4- Etat des lieux
2
3
Partie BInnovations dans l’enseignement
expérimental
Exemples de recherches
Utilisation des outils informatiques
Copex : concevoir des protocoles expérimentaux
Partie A
L’expérimental
et
l’enseignement de l’expérimental
4
Partie A L’expérimental et l’enseignement de
l’expérimental
1- Les objectifs des TP
2- Aspects historiques
3- L’expérimental - La démarche expérimentale
4- Etat des lieux
5
6
Objectifs des TP
Quels objectifs d'enseignement envisagez vous pour l'enseignement expérimental au Lycée ?
Classer vos objectifs :sans intérêt / secondaire / important / fondamental
0 1 2 3
(reporter sur 1 transparent)
7
Objectifs des TP dans les programmes
Quels objectifs pour les enseignements expérimentaux dans les programmes du Lycée ?
Objectifs expérimentaux dans les programmes de TS / critères d'évaluation au bac en TS
Objectifs dans les programmes / objectifs qui vous paraissent important (ou pas important)
Analyse de TP de bac (master Nguyen, 2008)
TP de bac d'électricité sur le régime transitoire – circuits RC et RL série
Question de recherche : quelles connaissances sont mobilisées par les élèves sur le modèle du régime transitoire lors d’un TP de bac ?
Méthodologie : analyse praxéologique des TP
Conclusion : dans ces TP de type « Déterminer les caractéristiques d’un dipôle RL », les connaissances sur le régime transitoire (RT) et sur le régime permanent (RP) sont presque toutes données. Les élèves n’ont pas besoin de mobiliser les connaissances sur les RT et RP pour résoudre les tâches.
Les connaissances et compétences relatives au modèle (et à la modélisation) ne sont pas évaluées au bac
Partie AL’expérimental et l’enseignement de
l’expérimental
1- Les objectifs des TP
2- Aspects historiques
3- L’expérimental - La démarche expérimentale
4- Etat des lieux
9
10
Aspects historiques
Les choix d'enseignement ont toujours été
en relation avec l'actualité scientifique
marqués par la vision contemporaine de la nature de la science
(Millar, 2004 ; Belhoste,Gispert & Hulin, 1996)
11
L'enseignement expérimental - Historique
3 grandes périodes en France 1902 : avènement de l'enseignement expérimental au Lycée
inductivisme
1970 : commission Lagarrigue enseigner la science moderne
vers le constructivisme
actuel : main à la pâte – TPE - démarche d'investigation – évaluation Bac compétences expérimentales, ... + aspects sociétaux
socio-constructivisme
12
L'enseignement expérimental - Historique
1902 : "l'initiation à la méthode expérimentale participe à la formation de l'esprit" "les exercices pratiques offrent à l'élève [...] le sens de la réalité, la notion de loi et lui permettent d'entrevoir, entre les phénomènes en apparence les plus dissemblables, les rapports qui les unissent.[...] Non seulement l'élève devient actif, mais il s'exerce au raisonnement et acquiert un esprit critique." "apprendre à observer et à
mesurer" Mais ... ritualisation – création BUP 1970 : "culture générale à des élèves très divers" – "informer les
adolescents de réalités de leur temps (techniques, conceptuelles,
méthodologiques)" - "dénonce le décalage avec les "math modernes"" –
"présenter l'interaction dialectique entre théorie et expérience – "place
de choix de la physique microscopique" Mais ... perte du concret
Exemple : en 1902 courant électrique présenté par ses effets (électrolitique, calorifique, magnétique) / en 1970 = flux d'électrons
13
Finalités de l’enseignement actuel des sciences
En lien avec des problématiques sociétales : savoir, comprendre le monde technique, technologique scientifique qui nous entoure.
Développement de l’esprit critique : savoir lire des données et les interpréter avec son propre jugement
Faire « aimer » les sciences Apprentissages conceptuels Développement de démarches scientifiques Développement de compétences argumentatives
...
14
Exemple en mécanique : la machine d'Atwood
(thèse A. Yavuz, 2007)
Qu'est-ce que c'est que la machine d'Atwood ?
A quoi sert elle ?
Quel usage pédagogique en fait on ?
15
Sigaud de Lafond 1784
16
UJF 2009
17
18
Dispositif de la machine d'Atwood (thèse A. Yavuz, 2007)
Objectifs pédagogiques dans le manuel français de 1784
Volonté d'établir un lien permanent avec le « réel » :
- Construire le dispositif
- Modéliser le dispositif expérimental
- Prédire le mouvement (loi de Galilée)
- Vérifier la compatibilité entre résultats théoriques et expérimentaux
Une phase déductive fait le lien entre ces tâches(en partie implicite avec peu de développements algébriques et en langue
naturelle)
Objectifs pédagogiques dans un manuel allemand de 1880 prévision des caractéristiques du mouvement principe de
D'Alembert apprentissage des concepts de la mécanique par la résolution de
problèmes
Dispositif de la machine d'Atwood
Objectifs actuels (UJF, 2009)
Objectif unique (parfois : apprentissage de la mise en équation d'une situation
prototypique) apprentissage de la résolution mathématique (avec PFD)
La situation physique est totalement modélisée la situation physique et la problématique sont simplifiées à
l'extrême (cf schéma et énoncé - une seule poulie, sans frottements, déterminer l'accélération seulement)
il n'y a plus aucun lien avec une situation expérimentale
La démarche est prédictive et très limitée
20
Objectifs pédagogiques à l'école polytechnique (manuel de Lamé, 1840)
" les physiciens cherchant à grouper les phénomènes dont ils s'occupent en un petit nombre de théories, soumettent à toutes les épreuves de l'observation, de l'expérience et du calcul, les lois et les hypothèses qui peuvent le mieux atteindre ce but scientifique." "parmi les théories de la physique, les unes sont encore sous l'empire des hypothèses, seul lien qui puisse aujourd'hui grouper les faits qui les composent, tandis que d'autres atteignant leur loi générale, ne tarderont pas à faire partie des sciences mathématiques."
- "Exposer avant tout les procédés d'expérience et d'observation qui conduisent aux lois des phénomènes ; - discuter et rapprocher ces lois pour les réduire au moindre nombre - choisir et éprouver les hypothèses qui peuvent le mieux coordonner tous les faits de chaque cadre théorique physique - chercher s'il est possible l'hypothèse unique ou la loi générale qui embrasserait toute la science telle est la démarche scientifique qu'il importait de suivre."
Partie AL’expérimental et l’enseignement de
l’expérimental
1- Les objectifs des TP
2- Aspects historiques
3- L’expérimental - La démarche expérimentale
4- Etat des lieux
21
22
L'expérimental, qu’est-ce que c’est ?
Remue-méninges
23
La démarche expérimentale,
qu'est-ce que c'est?
Quelles phases ?
(Epistémologie des sciences transposition dans l'enseignement)
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Propositions de Develay (1989)
Méthode : itinéraire balisé par des étapes prévisibles dans un parcours intellectuel
Démarche : cheminement sans a priori d'étapes prédéterminées Proposition pour l'enseignement : Méthode expérimentale lorsque
l'itinéraire des élève est prédéterminé. Démarche expérimentale = moins contrainte par des indications d'actions de la part de l'enseignant
Démarche expérimentale : au niveau méthodologique peut être caractérisée par diverses étapes, identifiées tout autant par leur situation dans une chronologie que par l'ensemble des interactions qui les unissent en un système cohérent.
Expérience = produit de l'expérimentation. Partie émergée (visible) de l'iceberg, ie du processus, ie de l'expérimentation
Expérimentation = étape de la démarche expérimentale au cours de laquelle va être mise en place une expérience. Processus qui conduit de l'hypothèse à la réalisation d'une expérience et à l'analyse de ses résultats.
Manip : caractère manuel de l'activité. (En TP, ramène l'activité de l'apprenant à la dimension d'exécution)
25
Lexique
Quelques termes courants :
Situation-problème (lycée)
Démarche d’investigation scientifique (collège)
Démarche scientifique
Démarche expérimentale
26
Démarche Expérimentale
Définir le problème
Proposer des hypothèses
Définir l'objectif précis de l'expérience
Concevoir le protocole expérimental
Réaliser l'expérience
Traiter les données
Analyser / Interpréter les résultats
Conclure
27
Expérimenter
Monde
des Objets
et
des Evénements
Monde
des Théories
et
des Modèles
IdéesPhénomènes, observables, réel, ...
Démarche expérimentale Définir le problème Proposer des hypothèses définir l'objectif de l'expérience Concevoir le protocole expérimental Réaliser l'expérience Traiter les données Analyser / Interpréter les résultats Conclure
Comment la démarche expérimentalechemine t'elle entre réel, modèle et théorie?
Faire un schéma : 1- positionner les étapes dans les 3 zones Réel/modèle/théorie et 2- faire apparaître les relations entre étapes
29
Proposition : démarche expérimentale
ThéorieModèleRéel
Concevoir le protocole
Réaliser l’expérienc
e
Conclure
Proposer des
hypothèses
Définir le problème
Traiter les données
Interpréter les résultats
30
La démarche expérimentale
n'est pas linéaire
n'obéit pas à un modèle unique
mêle étroitement réel et théorie
...
Modèles de démarche expérimentale
Un modèle répond à l'usage que l'on veut en faire
A votre avis,
dans quels buts les modèles suivants
ont-ils été construits ?
32
Démarche expérimentale
Résolution du problème
Induction(F. Bacon, A. Comte, C. Bernard)
DéductionK. Popper, G.
Bachelard).
Problème / questionnement
Moteur de la recherche
Observation
Formulation d'hypothèses
Cadre théorique défini
Protocole expérimental reproductible
Interprétation des résultats
Validation Expérimentale et sociale
33
Démarche expérimentale
Millar , 2004
34
Transposition de la démarche expérimentale
Develay, 1989
35
Démarche expérimentale et empirisme Coquidé (2003)
Perspective empirique Perspective expérimentale
La natureLe vécu et le rapport pratique aux objets la description d'objets et de phénomènesLe familier et le naturel
Effort de catégorisation
Collecte d'observationsDonnées hors d’un cadre théoriqueSavoirs et pratiques empiriques issus des pratiques socialesRecherche de régularitésCorrélations empiriques
Faits curieuxRécits et descriptions
Le laboratoireLe rapport construit aux objetsla création de phénomènesL'artificiel
Effort d'analyse, d'objectivation et mesure
ExpérimentationDonnées avec cadre théoriqueMise au point de pratiques empiriques reproductibles et applicationRecherche d'invariantsRelations causales
Faits exacts reproductiblesComptes rendus expérimentaux
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Démarche expérimentale et empirisme
Ne sont pas opposés
Chaque démarche possède sa cohérence propre Un processus de recherche nécessite des moments empiriques
(parfois très long) parce que le réel ne se laisse pas facilement manipuler ni conceptualiser résistance du réel Cette résistance oblige à articuler démarches d'exploration et de
validation
A l'école (transposition)une perspective empirique méthodique ou une perspective expérimentale critique, correspondent à des épisodes différents, qui s'articulent dans une éducation scientifique
Coquidé (2003) ; Coquidé et al. (1999)
37
Proposition : 3 modes didactiques de l’expérimental
Transposition didactique Eclairer les enjeux éducatifs et permettre des choix dans les dispositifs d'enseignement
(Coquidé, 2003)
Mode de familiarisation pratique Expérience pour voir, essayer, explorer Première initiation scientifique, apprentissage d’un outil,
d’un instrument Mode d’investigation empirique
Expérience pour tester, contester, argumenter Pratiques d’investigation, recherche problématisée, initier à
des démarches scientifiques Mode d’élaboration théorique
Expériences pour démontrer, conceptualiser, modéliser Elaboration conceptuelle ou modélisante : contribuer à la
construction théorique des sciences
38
Les 3 modes didactiques de l’expérimental
Le choix de modes dépend du niveau scolaire
Comment les articuler pour définir une formation scientifique authentique
mode de familiarisation : essentiel en primaire, nécessaire dans le secondaire
mode d'élaboration théorique concerne aussi les jeunes enfants pour que les activités expérimentales débouchent sur des acquis conceptuels identifiés, même modestes
Coquidé , 2003
Place du modèle dans les TP
Quelle peut être la fonction du modèle dans les activités des élèves ?
Place du modèle dans les TP
Modèle connu Modèle inconnu
Observation
Utilisation du
modèle
- Proposition d’hypothèses- Conception du protocole- Traitement des résultats- Interprétation des résultats
TP de typeillustration
TP de typedémonstration
TP de typedécouverte
TP de typeapplication
Quelle peut être la fonction du modèle pour les élèves ?
41
Transposition de la démarche expérimentale dans l’enseignement
Peut-on proposer aux élèves d'aborder la démarche du chercheur dans une approche constructiviste ?
42
Chercheurs et élèves / experts et novices
Schraagen (1993) examine comment les experts résolvent un problème nouveau (démarche expérimentale)
dans leur spécialité diviser le pb en sous-pbs résolus dans un ordre donné
hors de leur spécialité
s'en sortent grâce à une démarche très structurée structures de connaissance abstraites collection de stratégies + ou – générales qui ont la forme (pas
la matière) du raisonnement scientifique contrôles (simulations mentales satisfaire les contraintes du
pb)
43
Transposition
Peut-on proposer aux élèves d'aborder la démarche du chercheur dans une approche constructiviste ?
les élèves ne possèdent pas les connaissances procédurales ni conceptuelles suffisantes
les connaissances procédurales ne sont pas enseignées apprendre en faisant n'est pas efficace (Séré 2002)
besoin d'une conscience de l'importance des procédures et de leur identification
le monde des objets et des observables n'a pas toujours un sens intuitif en soi (Robinault, 2002)
ex : élèves ne sont pas toujours familiers avec les objets d'un TP que percevoir, que faire avec ces objets, que faut il mesurer, que doit on modéliser avec ces objets?
Partie AL’expérimental et l’enseignement de
l’expérimental
1- Les objectifs des TP
2- Aspects historiques
3- L’expérimental - La démarche expérimentale
4- Etat des lieux
44
Etat des lieux au niveau international
Projet européen « Labwork in Science Education » (LSE)
Meester : investigation scientifique dans les TP L1
Hofstein et Lunetta : perception des TP par les élèves
Séré : fonctionnement intellectuel d’étudiants réalisant des TP
45
46
Map tool of LSE
47
Projet LSE : quelques résultats
Les objectifs d’apprentissage (item A)
Analyse de documents de TP (165 documents analysés)
Les types de TP (item B)
Questionnaire enseignants
Ce que font les élèves dans le domaine des idées (item B)
Degré d’ouverture des TP
Analyse de documents de TP (165 documents analysés)
48
LSE : Objectifs d’apprentissage
Objectifs d'apprentissage en TP
Aider les élèves à …
1. Identify objects and phenomena and become familiar with them
2. Learn a fact (or facts)
3. Learn a concept
4. Learn a relationship
5. Learn a theory model
6. Learn how to use a standard laboratory instrument
7. Learn how to carry out a standard procedure
8. Learn how to plan an investigation to address a specific question
9. Learn how to process data
10. Learn how to use data to support a conclusion
11. Learn how to communicate the results of labwork
49
LSE : Objectifs d’apprentissageAu lycée + universitéAu lycée + université
50
LSE : types de TP
Estimation du temps passé en TP (% du temps total de TP) pendant une année sur chaque type de TP (cf liste suivante) :
« Typical labwork »: travail des élèves en petit groupe, interagissant avec du matériel réel et suivant des instructions détaillées données par l’enseignant.
Outils informatiques : vidéo, CD-ROM, simulations…
« Open-ended labwork » (les élèves prennent des décisions sur ce qu’ils vont faire).
« Partial tasks » quelques tâches à la charge des élèves (comme planifier, interprétation de données fournies…)
51
LSE : types de TP
52
LSE : types de TP
53
LSE : les idées
« What students are intended to do with ideas? »
54
LSE : les idées
55
LSE : Degré d’ouverture des TP
56
Investigation scientifique dans les TP
Etude sur TP de chimie - 1ère année université en Angleterre et pays de Gales.
Level of inquiry
Aim Materials/methods
Answers
0 Given Given Given
1 Given Given Open
2 Given Open Open
3 Open Open Open
90 % des TP analysés se situent au niveau 0 ou 1 : TP « cook book ». Aucun TP au niveau 3.
Meester, M. A. M., & Maskill, R. (1995). IJSE 17(5), 575-588.
57
Perception des TP par les élèves
Les élèves n’ont pas une idée claire du but de leur travail en TP.
L’intérêt principal est souvent perçu comme suivre les instructions ou obtenir la bonne réponse.
Souvent les élèves ne font pas la relation entre le but de leur activité expérimentale et le contenu du protocole qu’ils ont mené.
Le TP signifie souvent « manipuler des équipements » et non pas manipuler des idées.
De nombreux élèves s’engagent dans des activités de laboratoire dans lesquels ils suivent des recettes, rassemblent des données sans véritablement comprendre le but et les procédures de leur investigation. L’approche « recette de cuisine » est la plus fréquente
Hofstein, A., & Lunetta, V. (2003). Science Education 88, 28-53.
58
Fonctionnement intellectuel d’étudiants en TP
TP de physique en Deug 2ème année en France, TP « traditionnel »
Atomisation des actions Difficulté à planifier les actions, à combiner une suite
d’actions élémentaires qui permettent la réalisation de la consigne.
Acquisition de connaissances. Mémorisation et mobilisation d’actions prototypiques.
Fixité fonctionnelle (association privilégiée d’un instrument à une fonction).
Est-ce un obstacle aux apprentissages conceptuels ?
Séré, M. G., & Beney, M. (1997). Didaskalia, 11, 75-102.
59
Partie B
Innovations dans l’enseignement expérimental
60
Partie BInnovations dans l’enseignement
expérimental
Exemples de recherches
Utilisation des outils informatiques
Copex : concevoir des protocoles expérimentaux
61
Exemples de recherches
Séré : réflexions sur les objectifs de TP
Laugier : situation-problème
Rollnick : préparation des TP
Conception d’expériences par les élèves
Copex
62
Objectifs des TP – questions de recherche
Trop d’objectifs associés à une séance de TP. Faire des choix par TP.
Objectifs conceptuels : Les enseignants ont de fortes attentes et sont souvent déçus. Diverses études montrent que les élèves trouvent en général des stratégies pour éviter l'utilisation de la théorie.
Il existe plusieurs rôles d'ordre différent pour les connaissances théoriques en TP : vérifier, établir, découvrir, utiliser. Quels rôles mettent en jeu des apprentissages conceptuels?
effort pour concevoir des situations et des stratégies pédagogiques pour obliger les élèves à utiliser des parties de théories à travers des questions appropriées
Séré, 2002
63
Objectifs des TP – questions de recherche Objectifs épistémologiques : les TP = opportunité de
placer la philosophie des sciences dans un contexte appropriéComment la contribution des TP des différentes disciplines converge / diverge avec l’image de la science des élèves ?
Objectifs procéduraux : identifier ce qui reste des processus (conscience ou appris) + comment la conscience des processus aide les élèves à prendre des décision, planifier, concevoir des expériences par eux-mêmes ? Peut on faire imiter l'activité des chercheurs par des élèves ?
Séré, 2002
64
Résolution de problèmes et pratiques expérimentales
Situation problème par des élèves en début de 2nde en France, en chimie (153 élèves).
« Mesurer le volume d’un gaz enfermé dans un flacon sans en perdre (ce gaz est insoluble dans l’eau). »
Résultats : Motivation : les élèves montrent des réticences face à ce type
de situation, mais sont prêts à les dépasser et à s’y investir avec enthousiasme.
Les élèves montrent des difficultés par suite de manque de « savoirs pratiques » (maladresse dans l’utilisation du matériel) et de non maîtrise de « savoirs conceptuels ».
Guidance serrée de l’enseignant nécessaire MAIS aussi initiatives aux élèves + espaces de débat.
Laugier, A., & Dumon, A. (2003). Chemistry Education: Research and Practice, 4(3), 335-352.
65
Améliorer l’efficacité des TP par une préparation des TP
Etude avec des étudiants de 1ère année d’université lors de TP de chimie (1996-1997 en Afrique du Sud).
Question de recherche : comment la préparation de TP contribue à améliorer les compétences conceptuelles, procédurales et communicatives des étudiants.
Demander aux étudiants d’écrire un résumé du TP. Nécessité de donner un guidage spécifique pour savoir quoi mettre. Les étudiants n’écrivent pas le but de l’expérience.
Poser des questions préalables pour vérifier les connaissances et compétences pré-requises. Les étudiants répondent mieux aux questions d’ordre conceptuel
qu’aux questions nécessitant des connaissances procédurales.
Rollnick, M. et al. (2001) Int. J. Sci. Educ., 23, n°10, p 1053-1071.
66
Conception d’expériences par les élèves
De nombreuses études montrent l’importance de faire concevoir des expériences par les élèves.
Séré (2002) propose la conception d’expériences pour aider les élèves à acquérir des connaissances procédurales.
Arce et Betancourt (1997) : meilleure compréhension dans les examens des concepts liés aux expériences conçues par les élèves.
Neber et Anton (2008) observent des activités cognitives d’un ordre supérieur (ils pensent !) lorsque les élèves conçoivent des expériences.
Karelina et Etkina (2007) : quand les élèves conçoivent une expérience, ils ont un comportement plus proche de celui de scientifiques que ceux qui font des TP traditionnels (discussions sur des concepts de physique, sur l’analyse des données…)
67
Partie BInnovations dans l’enseignement
expérimental
Exemples de recherches
Utilisation des outils informatiques
Copex : concevoir des protocoles expérimentaux
68
Utilisation des outils informatiques
Grille d’analyse de logiciels
Analyse de logiciels d’enseignement en chimie
Lexique TICE – Technologie de l’Information et de la
communication pour l’Education, ou Enseignement
NTE – Nouvelles technologies pour l’Education
EAO – Enseignement Assisté par Ordinateur
EIAH – Environnement Informatique pour l’Apprentissage Humain Environnement qui suscite ou accompagne la
construction de connaissances chez l’apprenant Champ scientifique qui correspond aux travaux
focalisés sur ces environnements
8 types de logiciels (de Vries RFP 2003)
Théorie Tâche Connaissances
Présenter de l'information : tutoriel Cognitiviste Lire Présentation ordonnée
Dispenser des exercices : exerciseur Behavioriste Faire des exercices
Association
Véritablement enseigner : tuteur intelligent
Cognitiviste Dialoguer Représentation
Captiver l'attention et la motivation de l'élève : jeu éducatif
Principalement béhavioriste
Jouer
Fournir un espace d'exploration : hypermedia
Cognitiviste, constructiviste
Explorer Présentation en accès libre
Fournir un environnement pour la découverte de lois naturelles : simulation
Constructiviste, cognition située
Manipuler, observer
Modélisation
Fournir un environnement pour la découverte de domaines abstraits : micro-monde
Constructiviste Construire Matérialisation
Fournir un espace d'échange entre élèves : apprentissage collaboratif
Cognition située
Discuter Construction de l'élève
Le statut des données manipulées
Nature des données utilisées Réelles Simulées
Contrôle des utilisateurs sur le processus d'obtention des données
Aucun Partiel Total
Trgalova J. (2003), Actes de EIAH 2003, INRP, Paris, 563-566.
Typologie des systèmes de formation à distance pour le travail expérimental
Données
Nature Contrôle
Réelle Aucun
Simulée Aucun
Simulée Total ou partiel
Réelle Aucun
Réelle Partiel
Réelle Total
Type de logiciel
Accès aux sciences
Animations
Simulations
Télé- expérience
(temps réel)
Télé- détection
Simple télé- opération
Laboratoire distant
Caractériser les TP et l’intégration des TICE en TP
Les objectifs d’apprentissage (1)
Les tâches assignées aux apprenants (2)
La fonction du modèle scientifique (3)
La nature des données manipulées (4)
(1) Les objectifs d’apprentissage définis par l’enseignant (Tiberghien 2001)
CONTENUS(savoirs déclaratifs)
• Savoir identifier le matériel de laboratoire et connaître son utilité
• Savoir identifier des phénomènes
• Acquérir des savoirs théoriques :
• faits
• concepts
• relations
• modèles et théories
METHODES(savoirs procéduraux)
• Savoir comment utiliser le matériel de laboratoire (gestuelle, BPL*)
• Savoir mettre en place des méthodes usuelles d'expérimentation
• Savoir traiter des résultats
• Savoir utiliser des résultats pour justifier une conclusion
• Savoir communiquer ses résultats
• Savoir planifier une démarche expérimentale
* BPL : Bonnes Pratiques de Laboratoire (inclut sécurité & environnement)
75
(2) Démarche Expérimentale
ThéorieModèleRéel
Concevoir le protocole
Réaliser l’expérienc
e
Conclure
Proposer des
hypothèses
Définir le problème
Traiter les données
Interpréter les résultats
Modèle connu Modèle inconnu
Observation
Utilisation du
modèle
- Proposition d’hypothèses- Conception du protocole- Traitement des résultats- Interprétation des résultats
TP de typeillustration
TP de typedémonstration
TP de typeinvestigation
TP de typeapplication
(3) La fonction du modèle pour les étudiants
Données
Nature Contrôle
Réelle Aucun
Simulée Aucun
Simulée Total ou partiel
Réelle Aucun
Réelle Partiel
Réelle Total
Type de logiciel
Accès aux sciences
Animations
Simulations
Télé- expérience
(temps réel)
Télé- détection
Simple télé- opération
Laboratoire distant
Etude de quelques logiciels
Chemlab Acid-base titration
UEL : http://www.uel.education.fr/consultation/reference/chimie/cinet/index.htm Observer / Approche expérimentale / Hydrolyse CH3COOC2H5 / par dosage Simuler / Simulateurs stochastiques d'ordre 1 / A <=> B
copex-chimie : http://copex-chimie.imag.fr/
Chemlab
Copex-chimie
81
Bibliographie Arce, J., & Betancourt, R. (1997). Journal of College Science Teaching, 27(2), 114-
118. Belhoste, Gispert, Hulin (1996). Les sciences aux lycée… Vuibert, INRP. Coquidé, M., Bourgeois-Victor, P., & Desbaux-Salviat,B. (1999), Aster, 28 Coquidé (2003), Education, formation : nouvelles questions, nouveaux métiers,
ESF. De Vries E. (2001), Revue Française de pédagogie, 137, 105-116. Develay (1989) Aster, 8. Hofstein, A., & Lunetta, V. (2003). Science Education 88, 28-53. Karelina, A., & Etkina, E. (2007). Phys. Rev. ST, Phys. Educ. Res., 3. Laugier, A., & Dumon, A. (2003). Chemistry Education: Research and Practice,
4(3), 335-352 Meester, M. A. M., & Maskill, R. (1995). International Journal of Science Education,
17(5), 575-588. Millar (2004), Meeting High School Science Laboratories: Role and Vision,
Washington, DC. N’Guyen (2008) Mémoire de master, UJF.
82
Bibliographie Neber, H., & Anton, M. (2008). Int. J. Sci. Educ., 30(13), 1801-1821. Robinault, 2002 Rollnick, M. et al. (2001) Int. J. Sci. Educ., 23 (10), 1053-1071. Schraagen (1993) , Cognitive Science, 17. Séré, M. G., & Beney, M. (1997). Didaskalia, 11, 75-102. Séré, M. G. (2002). Science Education 86(5), 625-643. Tiberghien A. et al (2001), Science Education, 85, 483-508. Trgalova J. (2003), Actes de EIAH 2003, INRP, Paris, 563-566. Yavuz (2007) Doctorat UJF.