ENSEIGNER
dimanche 19 novembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: Mécanique
  -  Terminale (Terminale (prog. 2012))  -  Physique

Pour en savoir plus sur le mode de fonctionnement conseillé pour la mise en place de ces activités, cliquer ici

Dans ce document nous présentons l’analyse globale de la partie de mécanique (hors relativité) du nouveau programme de TS. Cette analyse a été faite préalablement à l’écriture de la séquence d’enseignement correspondante. Elle tient compte des conceptions initiales et des difficultés des élèves et elle a pour but de permettre de « créer un scénario d'enseignement au contenu scientifique cohérent » (Roth, K. J., Garnier, H. E., Chen, C., Lemmens, M., Schwille, K., & Wickler, N. I. Z. (2011). Videobased lesson analysis : Effective science professional development for teacher and student learning. Journal of Research in Science Teaching, 48(2), 117–148).
Dans cette démarche, nous avons dans un premier temps identifié quelques objectifs principaux d’apprentissages, à partir des contenus et compétences du programme officiel ainsi que des connaissances didactiques sur les notions en jeu.
Ces objectifs principaux résultent donc de :
- l’analyse du savoir en jeu ;
- l’analyse des conceptions et des difficultés des élèves sur le savoir en jeu ;
- de choix faits par le groupe en particulier quand le programme lui a semblé trop peu précis.

Dans un deuxième temps, nous avons hiérarchisé les compétences exigibles du programme, à partir des objectifs principaux et en nous appuyant sur notre analyse du savoir. Pour cela, nous avons utilisé trois niveaux d'étoiles :
*** Compétence structurante, indispensable pour atteindre un des objectifs principaux d’apprentissage.
** Compétence qui renforce une compétence structurante ou utile à la construction d’une compétence structurante.
* Compétence n’ayant pas de lien direct avec une compétence structurante et avec les objectifs principaux. Cette hiérarchisation donne donc du relief aux différentes compétences du programme en fonction du savoir en jeu et des conceptions des élèves et, à nos yeux, est un outil utile pour la préparation détaillée de la séquence.

Lors de l’analyse du savoir en jeu et des difficultés des élèves, nous avons établi deux cartes conceptuelles. Elles permettent d’avoir une autre représentation des concepts en jeu et des liens entre ces concepts, ainsi que des difficultés des élèves.

Ces cartes sont visibles dans une version dynamique en suivant ce lien.

Objectifs principaux de la partie Temps, cinématique et dynamique newtoniennes

1. Savoir décrire un mouvement et décrire une situation en termes de forces.
2. Savoir faire le lien entre mouvement et forces (lois de Newton) sur les situations suivantes :
- mouvement dans des champs de pesanteur et électrostatiques uniformes
- mouvement circulaire d’un satellite et d’une planète.

Contexte de mise en place du nouveau programme, difficultés des élèves

Depuis la mise en place des nouveaux programmes, les élèves font beaucoup moins de mécanique en seconde et en première qu’auparavant. En particulier, ils ne connaissent pas la représentation vectorielle de la vitesse, ni la représentation vectorielle de la force ni le travail d’une force. La représentation vectorielle d’une force a néanmoins été introduite en seconde, à l’aide de flèche mais sans que l’on parle de vecteur.
En maths, les vecteurs ont été introduits en seconde et revus en 1S, puis en TS. Mais ils sont représentés par leurs coordonnées, alors qu’en physique, on les représente soit par leur direction, sens et valeur (force, vecteur accélération, vecteur vitesse), soit par leurs coordonnées (équations horaires des coordonnées des vecteurs vitesse et accélération). Pour l’élève, il y a donc une réelle difficulté de transposition de ce qu’ils ont vu en maths. Autre difficulté : les élèves n’ont pas refait de bilan de forces depuis la classe de seconde et il vaut mieux prévoir d’y consacrer un peu de temps, voire de rappeler (ou d’introduire) l’outil « diagramme interaction », utile pour établir le bilan des forces.

Parties et activités du thème

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  • Partie n°4: Lois de Newton C- Quantité de mouvement et propulsion
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    Lois de Newton C- Quantité de mouvement et propulsion