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1 Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'élec tromagnétisme Supélec - Campus de Metz • Expérience lors du Tronc Commun de la première année – Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme – Réflexions sur l’utilisation des techniques actuelles pour une meilleure pédagogie

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1Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

Supélec - Campus de Metz

• Expérience lors du Tronc Commun de la première année

– Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

– Réflexions sur l’utilisation des techniques actuelles pour une meilleure pédagogie

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2Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

Plan de l’exposé

• Structure actuelle du cours• Les techniques disponibles• Les améliorations visées• Modes d’utilisation des NTIC• Résultats obtenus• Charge de travail• Pour aller plus loin

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3Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

Structure actuelle d’un cours

Courscomplet

Cours magistral

Travaux Dirigés

Polycopié

Travaux Pratiques

Examen

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4Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

Les techniques disponibles

• La vidéo-projection– Amélioration de la présentation

Cours magistral

Travaux Dirigés

Polycopié

Travaux Pratiques

Examen

• Le réseau informatique– Augmenter la quantité de données accessible aux

étudiants

• Le calcul formel automatique– la calculette d’aujourd’hui et de demain

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5Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

Le calcul formel automatique ?

• Utilisation d’un logiciel de calcul formel automatique– Initiée lors des TD et de l ’examen

• Lève les difficultés calculatoires• Initie l’étudiant à cette nouvelle

calculette

• Associée à la vidéo-projection– Cours magistral

• Démonstrations et calculs temps réel

– Travaux Dirigés• Exemples graphiques

Cours magistral

Travaux Dirigés

Polycopié

Travaux Pratiques

Examen

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6Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

Les améliorations visées

• Cours magistral– Présentation plus attractive– Démonstrations en temps réel

• Travaux Dirigés– Levée des difficultés calculatoires– Démonstrations graphiques

• Polycopié et Réseau– Multiples sources d’information

Cours magistral

Travaux Dirigés

Polycopié

Travaux Pratiques

Examen

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7Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

Les moyens mis en place (CM)

• Cours magistral (18 heures)– Vidéoprojection

• 300 diapositives PowerPoint97– en majeure partie animées

• Démonstration et calcul en direct– Calcul formel vidéo-projeté– Utilisation de MathématicaTM4.0

– Tableau noir• Moyen de communication qui reste

indispensable– Réponse aux questions– Digression non prévue

Cours magistral

Travaux Dirigés

Polycopié

Travaux Pratiques

Examen

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8Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

Cours : exemples

• Historique de l’électromagnétisme

• Analyse vectorielle : mathematica

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9Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

Les moyens mis en place (TD)

• Travaux Dirigés– Sujets de TD « classiques »

• Aucune mention spécifique à l’utilisation du calcul formel automatique

– Mise à disposition du logiciel de calcul formel• Aucun document n’est fourni• Utilisation comme calculette

• En projet– Utilisation de la vidéo projection

• correction des sujets en temps réel

Cours magistral

Travaux Dirigés

Polycopié

Travaux Pratiques

Examen

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10Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

Utilisation du réseau interne

• Le réseau interne permet de rendre facilement accessible :– les diapositives du cours– Les démonstrations faites– Les sujets de Travaux Dirigés– Et pourquoi pas...

• les annales des examens

Cours magistral

Travaux Dirigés

Polycopié

Travaux Pratiques

Examen

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11Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

Notion étendue de polycopié

• Idée fondatrice– Le cours magistral n’est qu’une des

multiples façons d’acquérir la connaissance

– Il reste indispensable pour certains

• Multiplication des sources– Réseaux internes et externes :

• Mise à disposition d’autres cours libres de droits

• Guide vers des ressources pertinentes du réseau externe

Cours magistral

Travaux Dirigés

Polycopié

Travaux Pratiques

Examen

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12Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

Réforme de l’examen ?

• Un examen classique ?– Inenvisageable

• Solution adoptée– La rédaction reste un critère :

• faute de moyens informatiques sécurisés, le copie-double reste efficace

– Calcul formel automatique• Utilisé en Travaux Dirigés et Cours• Autorisé à l’examen, en plus de la

calculette traditionnelle

Cours magistral

Travaux Dirigés

Polycopié

Travaux Pratiques

Examen

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13Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

La nouvelle structure

Courscomplet

Cours magistral

Travaux Dirigés

Polycopié

Travaux Pratiques

Examen

Disponibilitéet interactivitédes documents

Autres cours

Intégralité des documents

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14Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

Analyse des résultats (CM)

• Le cours– Avancée en matière de pédagogie ?

• Difficile à mesurer pour le cours magistral

• Multiplicité des façons d’«apprendre» le cours

– Avancée certaine• Disponibilité de l’intégralité du cours sur

le réseau• Encouragements à diversifier et

recouper les sources d’information

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15Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

Analyse des résultats (TD)

• Gain de productivité par rapport à un TD classique :– Difficultés calculatoires remplacée

par des difficultés sur le logiciel

• Intérêt ?– Motivation plus grande des élèves

• Ce sont EUX qui font les calculs– Certains sont surpris...

– Aperçu des nouvelles méthodes de calcul

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Analyse des résultats (exam)

• Appréhension des étudiants– Nouvelle forme d’examen– Pas d’annales disponibles– Nouvelle forme de travail

• Découverte du calcul formel automatique

• Multiplication des sources• Travail de recoupement

• Tout ça est un peu déroutant– Mais formateur ?

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Charge de travail

• Charge de travail importante pour l’enseignant– Préparation « classique »– Structuration des diapositives

Powerpoint– Réalisation des animations– Réalisation de documents

Mathematica

• Investissement rentable ?– Il peut être utilisé par d ’autres

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Pour aller plus loin

• Difficultés rencontrées– Prise en main du calcul formel

automatique par les étudiants• C’est une nouvelle calculette• Ils la connaissent moins que la leur

– Nouvelle forme d’enseignement• Un grand nombre de documents

disponibles• Créant un surcroît (éventuel) de travail

– Examen sur PC• Grand nombre nécessaire

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19Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme

Prise en main du logiciel

• La solution est dans la banalisation– Le calcul formel automatique doit

être perçu comme une nouvelle aide au calcul

– Utilisable dans toutes les disciplines

• Découplage– Initiation au calcul formel en début

de scolarité

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Des étudiants déroutés ?

• Nouvelle forme d’enseignement– Un effort doit être porté sur la

présentation aux étudiants

• Un enseignement qui demande du travail aux étudiants…– Pour une meilleure formation– Peut être rejeté par certains...

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Un examen sur PC ?

• Nécessite un grand nombre d’ordinateurs installés et fiabilisés– Solution adoptée cette année

• WindowsNT verrouillé• Examen en deux sessions consécutives

• Amélioration– A l’instar de la calculette

• Transfert de la responsabilité du fonctionnement de l’ordinateur sur l’élève

– Le portable pour tous ?

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Site Internet

• Réalisé par des étudiants (1A)• A partir des documents conçus

par l’enseignant• A disposition

– des étudiants– des enseignants– du monde entier ?