ENSEIGNER
mercredi 22 novembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: L’Univers en mouvement et le temps
  -  Seconde (Seconde (prog. 2010) )  -  Physique

Activité 1: Introduction de la notion d'action.

 
Vous disposez du matériel : support, élastique, pierre. Une pierre est suspendue à un fil élastique. Elle est immobile.

Questions
a) Quels sont les objets qui agissent sur la pierre ?
b) Sur quels objets agit la pierre ?

Lire attentivement la 1ère partie du modèle des interactions et en discuter éventuellement avec votre voisin pour vérifier que vous avez compris ce qui est dit dans ce modèle. Coller le éventuellement.

But: Introduction de la notion d'action.

Dans ce modèle, on propose “ actions réciproques ” et non action - réaction pour insister sur la simultanéité de l’action et de la réaction : il n’y a pas action puis réaction comme le suggère le sens commun de ces mots. (cf. Thèse de J.C. Guillaud). Le professeur doit être vigilant sur le sens du mot "action". Le sens physique de ce terme n'est pas souvent celui donné par les élèves pour qui une action est rarement attribuée à un objet (film d'actions par exemple). Pour les élèves action est souvent associée à mouvement. De même, le mot “ objet ” employé dans la première partie du modèle peut être mal compris par les élèves. Par exemple pour certains, l'interaction peut être un objet alors qu'ils ont du mal à considérer la Terre comme un objet. Ce que nous appelons “ Interactions ” est une partie du principe des actions réciproques ou troisième loi de Newton ; on ne peut encore évoquer à ce stade l’égalité des intensités des deux actions. La direction et le sens de la force sont donnés par l’analyse de l’action que la force modélise. Le but de cette activité est d'aider les élèves à acquérir le sens adéquat des termes "agir" et "objets" et leur utilisation pour décrire une situation matérielle en terme d'action. En effet, les questions posées dans cette activité (voir document élève) sont beaucoup plus difficiles qu’il n’y paraît pour plusieurs raisons : - Le sens en physique des mots utilisés est différent de celui que leur donnent les élèves, en particulier dans cette activité : le verbe “ agir ”, le nom "action", le nom "objet". - Analyser une situation matérielle en tenant compte de l'action à distance de la terre implique de considérer la terre comme un objet, ce qui est bien souvent contraire au sens commun (voir comportement des élèves).

Corrigé: Introduction de la notion d'action.

Les objets qui agissent sur la pierre sont la terre et l’élastique. La pierre agit sur ces mêmes objets.

Préparation: Introduction de la notion d'action.

Pour qu’ils puissent vraiment analyser la situation en termes d’actions, les élèves doivent nécessairement disposer du matériel. Nous développons ce point dans les informations sur le comportement des élèves. Il suffit d’accrocher une pierre (assez lourde) à un gros élastique (qu’on trouve facilement en mercerie) lui même accroché à un support. L’élastique et la pierre doivent être tels que l’élastique soit encore tendu lorsqu’on soulève légèrement la pierre. Ceci sera important pour la suite (activité 3). En fin d’activité, le professeur distribue la première partie du modèle (document élève) et la lit avec la classe. On ne doit pas forcément s’attendre à une bonne compréhension du modèle par les élèves à ce stade. ; la compréhension d’un tel texte ne peut se faire que via des exemples, donc des activités.

Savoir: Introduction de la notion d'action.

Les deux questions renvoient à la situation expérimentale et donc au monde des objets et des événements. En physique, le mot “ agir ” a un sens très différent de celui que lui donnent les élèves. Le mot “ agir ” est utilisé pour exprimer le fait que l’élastique retient la pierre ou que la Terre l’attire par exemple. Le même mot sera ensuite utilisé pour décrire comment le modèle des interactions rend compte de la situation. Chaque fois qu’un même mot est employé pour des énoncés relatifs à chacun des deux mondes, il y a risque de confusion pour l’élève. Cependant, bien que source de confusion, de tels mots, en suscitant en cours d’apprentissage des énoncés mettant les deux mondes sur un même plan, permettent aux élèves de faire des mises en relation facilitant leur compréhension d’une situation et, au final, de bien différencier les deux mondes. En fin d’apprentissage, le professeur aura dans certains cas intérêt à être très clair en utilisant des formulations comme “ le système-élastique agit sur le système-pierre ” pour les énoncés relevant du monde des théories et des modèles.

Comportement des élèves: Introduction de la notion d'action.

Nous avons constaté dans nos classes qu’un élève a besoin d’intervenir sur le montage (pour soulever la pierre, tirer sur l’élastique, etc.) afin de percevoir physiquement des sensations indispensables à l’analyse de la situation en termes d’interactions. Il lui est même nécessaire de revenir à plusieurs reprises sur le montage pour tester son interprétation et l’affiner progressivement. C’est en lui permettant de procéder de cette manière qu’il peut réellement modifier son analyse de la situation qui, bien qu’elle lui soit familière, est étudiée d’un point de vue tout à fait nouveau pour lui. Les élèves indiquent souvent le support comme agissant sur la pierre (s’il n’était pas là, la pierre tomberait). Certains parlent alors d’actions directes et indirectes (via un objet intermédiaire). Un débat peut s’en suivre, en évoquant alors l’utilité du découpage de la réalité en systèmes et l’importance du choix du système. Certains élèves évoquent l’action de l’air sur la pierre. Le professeur pourra engager le débat et certains élèves avanceront des arguments liés à l’immobilité de la pierre pour conclure. La cas d’une pierre en mouvement pourra être rapidement évoqué et, après discussion, le professeur pourra préciser qu’une partie du travail du physicien est justement de décider s’il néglige ou non cette action selon la situation (et si c’est admissible de le faire). Le professeur peut prévoir que les élèves omettront que l’objet agit sur la Terre et qu’ils auront du mal à admettre cette action. Certains, pour convaincre les plus réticents, avancent parfois les marées comme un effet de l’action de la Lune sur la Terre.

Vidéo 1 Vidéo2

Activité n° 1: Introduction de la notion d'action.

La question posée Quels sont les objets qui agissent sur une pierre ? amène les élèves à expliciter leur difficulté. Cette question utilise le verbe "agir" dans un sens qui n'est pas habituel dans le langage courant et un élève le dit explicitement. Cet extrait de vidéo montre que les élèves ne répondent pas spontanément à une question en apparence très simple.Cette question les amène à réfléchir sur des termes et des concepts de base pour la suite de l'enseignement : agir, interaction (pour interaction voir la vidéo suivante). Par exemple l'élève 1 remplace agir par tenir (qui tient), il attibue à l'élastique une action, celle de tenir et rejoint ainsi le sens courant du verbe agir qui est associé à une action qui modifie quelque chose.

(Double-cliquez sur la vidéo pour la lancer)

El 1 : Et voilà donc ça là
El 2 :
Ben oui c’est
El 1 :
Ouais c’est ça
El 2 :
quels sont les objets qui agissent sur la pierre ?
El 1 :
(sourire) / ça veut dire quoi agir (?)
El 2 :
ben qui font que
El 1 :
tu vois
El 2 :
ben j’sais pas comment expliquer mais bon qui agissent
El 1 : qui qui qui tient (?) ben (inaud.)
El 2 :
vu que, notion d’interaction
El 1 : cherche pas tu comprends pas non qu’est-ce qui agit ben c’est
El 2 :
si mais qui agit sur la pierre c'est heu ben qui heu j’sais pas comment expliquer moi, si mais si l’élastique enfin y a
El 1 :
Non mais il n’y a pas (inaud) qui agit il y a quoi qui agit, ben il y a le le […]
El 2 : c’est comme si tu prends une balance et que tu mets la pierre dessus qu’est-ce qui agit sur la balance ? ben la pierre

Activité n° 1: Introduction de la notion d'action.

La question posée Quels sont les objets qui agissent sur une pierre ? amène les élèves à expliciter leur difficulté. Cette question utilise le verbe "agir" dans un sens qui n'est pas habituel dans le langage courant et un élève le dit explicitement. Cet extrait de vidéo montre que cette question amene les élèves à réfléchir sur l'interaction de la terre et le poids d'un objet. Il montre une conception bien connu, le poids de l'objet est une propriété propre de l'objet qu'il garder où qu'il soit (l'élève 1 parle de "lourdeur de la pierre"). Cet élève trouve un argument dans Tintin pour se mettre d'accord avec son binome.

(Double-cliquez sur la vidéo pour la lancer)

El 2 : y a l’attraction y a l’attraction y a l’élastique ben oui autrement la pierre elle serait où s’il y a pas l’attraction elle serait en train de voler
El 1 : pas l’attraction
El 2 : ben si l’attraction terrestre
El 1 : la lourdeur de la pierre
El 2 : ben oui ben l’attraction / parce qu’autrement elle serait en train de voler la pierre que là y a
El 1 : (souffle) mais la pierre elle est lourde d’origine
El 2 : ben ouais qu'est-ce qui la fait lourde c’est l’attraction là tu mets sur la lune \
El 1 : mais je te la mets dans l’espace je t'y mets sur l’espace ça vole pas hein ça descend
El 2 : tu tu la jettes dans tu vas sur la lune tu la jettes en l’air elle s’envole la pierre
El 1 : mais non
El 2 : c’est parce qu’il y a pas l’attraction
El 1 : n’abuse pas c’est léger ça / ah oui si c’est vrai puisque l’alcool ça vole / j’ai vu dans Tintin
El 2 : ben oui il boit son\
El 1 : ça vole et puis dès que [...] glouc