ENSEIGNER
jeudi 21 septembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: L'air qui nous entoure
  -  _ (Anciens programmes)  -  Physique

Activité 3: Utilisation d'un simulateur.

 
La  simulation présentée est sensée simuler les mouvements des molécules dans un récipient fermé. On a choisi le nombre de molécules et, a priori, les règles de programmation sont les règles du modèle microscopique des gaz. On se propose ici de comparer le modèle et la simulation. . Indiquer, dans le tableau, ci-dessous si la simulation rend compte de chacune des propriétés.

Indiquer si la simulation est en accord avec le énoncés G1, G2 et G3 du modèle.


But: Utilisation d'un simulateur.

Cette activité vise à
  • faire " vivre " le modèle des gaz en donnant une représentation animée des particules a priori en conformité avec les règles du modèle ;
  • analyser avec un regard critique cette adéquation entre simulation et modèle : quelles informations ont été perdues par rapport au modèle et qu’apporte la simulation ?
  • Corrigé: Utilisation d'un simulateur.

    La simulation rend-elle compte de chacune des propriétés ?
    tableau à insérer Ces deux derniers points sont intéressants car ils illustrent bien le fait qu'une simulation n'explicite pas tous les énoncés des modèles même si elle les prend en compte.

    La simulation est-elle en accord avec les énoncés G1, G2 et G3 du modèle ? tableau à insérer

    Préparation: Utilisation d'un simulateur.

    La simulation utilisée est une adaptation d’une simulation plus ancienne développée à l’INRP par Chomat, Larcher, Méheut et Verneuil. Cette simulation antérieure à fait l’objet de recherche sur l’apprentissage effectif des élèves. La présente simulation a été conçue par F. Chauvet et C. Duprez. Elle est lisible dans n’importe quel navigateur. Il suffit de mettre les fichiers Gaz.html et gaz.jar (présent dans le fichier zip de la partie) dans le même dossier et d'ouvrir Gaz.html. Il faut prévoir quelques minutes de familiarisation avec la simulation. Les élèves en ont forcément besoin avant de pouvoir répondre aux questions de cette activité. Il pourront par exemple voir dans l’onglet " initialisation " les possibilités offertes (ce qui sera utile pour l’activité 4) et fixer le nombre de particules (100 paraît bien pour commencer). La validation fait basculer automatiquement sur l’onglet visualisation. Il suffit alors de lancer la simulation.

    Savoir: Utilisation d'un simulateur.

    Nous veillons dans la formulation des questions à ne jamais mélanger les " objets " visibles de la simulation et les objets réels (micro ou macro).

    Les objets représentés dans la simulation sont des représentants des objets réels et leurs propriétés sont autant que possible régies par les règles du modèle dont on essaie de donner une représentation animée. Il nous parait essentiel que cette simulation n’apparaisse pas trop tôt dans les activités de l’élève : il est en particulier nécessaire qu’il travaille dans un premier temps uniquement avec les règles écrites du modèle pour qu’il puisse s’approprier chacun des énoncés du modèle. La simulation peut alors être très utile en donnant une image visuelle et animée de ce que génèrent ces règles.
    De plus, modèle et simulation se donnent du sens mutuellement en étant confrontés : critiquer la simulation au regard du modèle permet de travailler à nouveau sur le modèle et de prendre conscience des écarts ou des biais qu’induit éventuellement la simulation par rapport au modèle.

    Comportement des élèves: Utilisation d'un simulateur.

    Nous avons bien conscience que cette activité n’est ni classique ni facile pour les élèves. En conséquence, il est nécessaire de laisser du temps aux élèves pour utiliser la simulation et pour répondre. On laissera les élèves libres de modifier tous les paramètres qu’ils souhaitent.

    Pour la propriété P5, certains élèves pensent qu’on n’observerait pas la même chose si les particules étaient chargées électriquement. Ils pensent que les trajectoires seraient courbées et/ou que certaines particules se regrouperaient. On ne peut pas trancher la question car la réponse est très dépendante des paramètres qui seraient implémentés (charge, masse, taille) dans un tel cas (particules chargées). Le professeur choisira la réponse qui lui parait la plus adaptée à la classe.