Déficit méthodologique (manque de travail, de réflexion …)

• Déficit méthodologique (manque de travail, de réflexion …)- relation avec la vie quotidienne peu fréquente- décalage temporel entre cours et TP- théorie expérience : lien difficile

• Enseignement traditionnel non adapté :• Image peu attirante de la Physique (théorique, difficile)

Quelques constats

en méthodologie (10 % des TD) [recherche sur Internet, découverte des ressources, initiation aux logiciels interactifs]

TICE en travaux dirigés (25 % des TD)

Mise en place depuis 2 ans en 1ère année de DEUGSM : 220 étudiants - SV : 220 étudiants (30 %) - MIAS : 120 étudiants (30 %)

Utilisation de l’outil multimédia en enseignement « présentiel » en Physique

N. Lebrun, T. Huet, B. Bonnel, M. Vindevoghel, J.M. Blondeau

Colloque ePrep - Sophia Antipolis - 6 et 7 mai 2002


Quels apports des TICE ?

• Visualisation de concepts théoriques (vidéos, schémas animés…)

« Ces nouveaux outils pour l’enseignement peuvent faciliter et démultiplier le travail pédagogique en élargissant la diffusion des connaissances, faire évoluer le contenu des enseignements en rendant les élèves plus autonomes »

(Supélec, équipe de recherche Multimédia, Réseaux et Nouveaux Outils pour l’Enseignement)

favoriser observations et interprétations (liens avec les TP, Ateliers Technologiques d’Enseignement)• Apprenant au centre du processus d’apprentissage (interactivité)• Visualisation de l’expérience simulée avec apparition simultanée des résultats sous forme graphique• Formation adaptée au rythme et aux difficultés de chacun• Aller vers l’appliqué en relation avec le monde environnant

Evaluation de l’acquis par

une fiche réponse

UeLwww.uel-pcsm.education.fr

http://www.phy.ntnu.edu.tw/java/

La planète Internet

Interactive physique (Phylab)

Les logiciels desimulation interactifs

Comment la séance se déroule ? TD multimédia de Physique

OPTI QUE GEOMETRI QUE : STI GMATI SME ET ABERRATI ONSDEUG SM 1ère année (2000-2001)

La séance aura lieu dans la salle du 225 du bâtiment P1. Venez avec votre "nomd'utilisateur" et "mot de passe", pour avoir accès aux ressources pédagogiques duLEMM. La séance a pour objectif s :

- L'étude du stigmatisme rigoureux et approchés (miroirs et dioptres)

- La mise en évidence d'aberrations

- L'utilisation du logiciel "Atelier d'Optique"

LE LOGICI EL "ATELI ER D'OPTI QUE""Atelier d'Optique" est un logiciel interactif qui vous permet de "construire" une

expérience d'optique géométrique que vous aurez imaginée pour répondre à unproblème posé. L'utilisateur choisit le système optique qu' il souhaite ainsi que lasource lumineuse. Le logiciel eff ectue le tracé des rayons lumineux. Notez que i) lesphénomènes de dispersion de la lumière et de réflexion partielle à la surf ace desdioptres ne peuvent être traités ; ii) les lentilles sont supposées être utilisées dansl'approximation de Gauss. Testez l'utilisation du logiciel avant de passer auxexercices.

1. Accès : Physique Optique Géométrique Université en Ligne Simuler Atelierd'Optique.

2. Utilisation du logiciel

- Choix d'un élément : à l'aide du bouton gauche de la souris, cliquer sur unélément dans le menu. Cliquer une seconde f ois dans la f enêtre de travail pour lef aire apparaître à l'endroit souhaité.

- Position de l'élément : en maintenant le bouton gauche de la souris enfoncé, onpeut déplacer l'élément dans la f enêtre.

- Système optique : en cliquant sur le système optique avec le bouton gauche de lasouris, on f ait apparaître deux symboles : le carré blanc qui permet d'agrandirl'élément, le rond jaune qui permet une rotation de celui-ci (en maintenant lebouton gauche de la souris enfoncé). En cliquant sur le système optique avec lebouton droit de la souris, on accède à un menu déroulant qui permet, parexemple, de modifi er l' indice de réf raction des milieux dans le cas d'un dioptre,… d'eff acer le système aussi.

- Source lumineuse : "point source" est une source ponctuelle de laquelle sont issustrois rayons. On peut changer la direction de chaque rayon en le sélectionnant à

- l'aide du bouton droit de la souris que l'on maintient enfoncé jusqu'au pointd'arrivée. "germe de rayon" est un rayon unique dont on peut modifi er ladirection (bouton gauche), qui peut être recopié également (bouton droit) si l'onsouhaite par exemple constituer un ensemble de rayons parallèles.

- Tracé des rayons : en cliquant (bouton gauche) sur un rayon incident, on obtientle rayon émergent. En cliquant une seconde f ois (bouton gauche), sur le rayonémergent, on obtient la droite de construction.

- Divers : La rubrique "aide" de chaque élément se trouve dans le menu déroulant,auquel on accède avec le bouton droit de la souris. "Eff acer tout" : voir la règleen haut de page, rubrique "Edition". Règle (pixels), rapporteur, objet sont desoutils présentés comme éléments (menu principal).

STI GMATISME (ATELI ER D'OPTIQUE)

Pour discuter du stigmatisme d'un système optique, on peut illustrer son propos àl'aide de schémas présentant le tracé de rayons issus d'un point objet. Pour lesdiff érents cas ci-dessous, proposer un schéma qui justifi e votre réponse. Onconsidérera aussi l' image d'un objet à deux dimensions. On travaillera avec le "pointsource" comme source lumineuse.1. Le miroir plan est-il un système optique rigoureusement stigmatique? Faire un

schéma.2. Le dioptre plan n'est pas rigoureusement stigmatique. I llustrer-le à l'aide d'un

schéma. Trouver des conditions qui permettent d'obtenir un stigmatismeapproché pour le dioptre plan. Utiliser éventuellement le rapporteur à votredisposition pour préciser les conditions que vous avez trouvées.

3. I mage par un dioptre plan. Visionner l'applet suivante : Physique/ optiquegéométrique/ sites recommandés/ Applet optique 2/ Optics and light/ the worldabove the water surf ace. Faites bouger l'objet à l'aide de la souris. Quellequalité d' image obtient-on lorsqu'on se place dans les conditions de Gauss ?

4. I mage par un miroir plan. Visionner l'applet suivante : Physique/ optiquegéométrique/ sites recommandés/ Applet optique 2/ Optics and light/ mirror andimage. Faites bouger l'objet à l'aide de va souris. Quelle qualité d' image obtient-on ? Pourquoi ?

ABERRATI ONS (SI MULATI ON ET ATELI ER D'OPTI QUE)

On propose d'étudier deux phénomènes d'aberrations : les aberrations desphéricité et l'aberration chromatique longitudinale.

Eff ectuer les deux simulations correspondantes dans le menu Physique/ optiquegéométrique/ simuler/ aberrations et compléter les schémas sur la fi che jointe.

Le LEMM


Atelier d’Optique (G. Rebmann, Paris VII)

Quels choix pédagogiques ?


• Préparation basée sur : - Expérience personnelle (difficultés de compréhension)

Séance non dirigée Pas d’intervention au tableau de l’enseignant

- Etudes didactiques

Accent sur des notions difficiles à faire passer en enseignement traditionnel

• Illustration des notions de cours

• Situations contradictoires entre les idées de l’étudiant et les concepts physiques

60 % souhaitent absolument retrouver cet enseignement l’année suivante

Après les TD multimédia, utilisation des TICE en travail personnelUeL 66 % - Internet 50 % - Préparation TP 33 % - Exercices 20 %

• 80 % a apprécié les logiciels interactifs

explications personnalisées, plus grande autonomie, respect du rythme de chacun

• 80 % a préféré l’ambiance de travail des TD multimédia :

• 70 % a apprécié l’utilisation d’Internet car les séquences choisies sont directement liées au monde extérieur

• 82 % a mieux compris le cours à partir des supports visuels• 70 % des étudiants a jugé l’expérience positive

Quels avis de la part des étudiants ?


Questionnaires anonymes - DEUG SV : 57 % de réponses

utiliser les concepts, comprendre un énoncé, rédaction d’une solution et d’un raisonnement

• TD Traditionnel :

illustration des formalismes, amélioration du vocabulaire, raisonnement par observation, travail plus autonome, à son rythme, interactivité plus forte

• TD Multimédia :

TD multimédia après les TD traditionnels bases abordées préalablement en TD traditionnel

• Très bons contacts enseignant / étudiant (rôle de tuteur) et non uniquement transmission d’un savoir

• Entraide des étudiants• Participation plus active des étudiants• Dispositif pertinent

Quels avis de la part des enseignants ?


50 % d’« anciens » + 50 % de jeunes (tous volontaires)

« Sans céder à la fascination de la nouveauté, il faut se poser en permanence la question de la finalité de l’emploi d’une technologie et s’assurer que celle-ci ne permet pas seulement d’enseigner autrement mais aussi d’enseigner mieux. […] Le succès pédagogique dépend de façon déterminante de la bonne articulation que l’on aura su développer entre la technique dite nouvelle et les moyens traditionnels »

(J. P. Sarmant, IGEN du groupe Sciences Physiques et Chimiques, Sept. 99)

• TICE pour préparation et révision des TP• Renforcer l’apprentissage méthodologique

• Renforcer le travail autonome de l’étudiant : pré-requis + contrôle continu (questionnaires avec analyse des résultats)

• Continuer et élargir cette expérience


Bilan très positif mais pas plus de TD multimédia Important de garder tous les modes d’apprentissage

Quels perspectives ?

Déficit méthodologique (manque de travail, de réflexion …)

Documents

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