Plan national de formation - …

1 Plan national de formation Professionnalisation des acteurs de la formation S minaire Construction des croisements didactiques en math matiques et physique-chimie au coll ge . 10 mars 2017. Compte-rendu de l'atelier 1. Grandeurs et mesures au cycle 4 . Jean Aristide Cavaill s, inspecteur g n ral de l' ducation nationale, groupe physique-chimie Olivier Sidokpohou, inspecteur g n ral de l' ducation nationale, groupe math matiques Christine Cornet, enseignante de math matiques, acad mie de Cr teil But de l'atelier Il s'agissait, partir d'une exp rience historique fondatrice men e par Galil e - l'exp rience dite du plan inclin - qui a t reproduite dans une classe de coll ge par deux enseignantes, de poser la question de la mesure, de l'unit et de la mani re d'amener les l ves interroger ces concepts. D roul de l'atelier L'atelier d butait par une pr sentation de l'exp rience de Galil e, puis proposait aux participant e s, par groupe de trois ou quatre, de mettre au point une mise en uvre concr te de l'exp rience du plan inclin utilisant seulement des quipements disponibles l' poque de Galil e (pas de chronom tre, pas de capteurs de position ) et d'en pr ciser les enjeux didactiques et p dagogiques.

2 Les groupes taient, dans la mesure du possible, mixtes (maths-physique). Apr s un temps de retour, Mme Christine Cornet, qui a men cette exp rience avec sa coll gue de physique-chimie Mme Carine Esnault, faisait un rapide bilan des productions et des r flexions des l ves. Apr s une phase d' change et de questions, l'atelier se terminait par la pr sentation d'un manuscrit de Galil e Minist re de l' ducation nationale, de l'enseignement sup rieur et de la recherche (Dgesco). S minaire construction des croisements didactiques en math matiques et physique-chimie au coll ge, mars 2017. permettant de comprendre comment Galil e a pu mesurer les dur es avec une pr cision suffisante pour conclure la loi de variation du d placement en fonction du temps. Le travail en atelier Lors de la r flexion par groupes, la question de la mesure du temps a donn lieu des changes anim s : comment mesurer le temps sans instruments de mesure ? La difficult a t d'accepter l'id e que la nature de l'unit de mesure importait peu, seule sa r gularit tait essentielle.

3 Cette tape tant franchie, plusieurs id es ont merg : marquer le temps en tapant r guli rement dans les mains, utiliser le pouls. Il est remarquable que la plupart de ces id es se fondaient sur notre capacit . naturelle estimer tr s pr cis ment une r gularit rythmique - capacit exploit e par Galil e lui- m me dans ces mesures (voir l'article de S. Drake, cit en r f rence dans le diaporama de cet 1. atelier ). Les deux sessions de l'atelier ont alors amen , malgr le temps restreint, de nombreuses id es de mise en uvre, ouvrant des pistes qui n'avaient t pas envisag es lors de sa conception. Citons entre autres : Un dispositif poussant le plus loin possible la r flexion sur la mesure et l'unit de mesure. L'unit de temps est la dur e entre le d part et la premi re clochette, et l'unit de mesure est la distance entre le d part et la premi re clochette. Un dispositif adapt pour le cycle 3. En faisant varier la pente, amener les l ves . appr hender la grandeur vitesse, en dehors de toute consid ration de mesure.

4 Acc l rer, aller moins vite, plus vite, aller deux fois plus vite : toutes ces expressions ne n cessitent pour tre comprises aucune d finition de la mesure de la vitesse du type v = d/t. Discussions et questions Outre les questions scientifiques, portant sur la faisabilit de l'exp rience de Galil e, de nombreux changes ont port sur la nature de l'apport des math matiques. Au cours des deux sessions, l'id e a merg que, plus que les grandeurs et les mesures, la mod lisation, la proportionnalit et les fonctions taient en jeu dans ce type d'exp rience. La r flexion sur le mod le proportionnel, qui est . la fois remis en cause par cette exp rience, et en m me temps confort puisque tout le dispositif consiste reconstituer des intervalles de temps gaux, puis tudier, non la suite des temps, mais celles des carr s des temps. Mod lisation, mod le proportionnel, fonctions et relations sont videmment galement l'occasion de confronter la fa on de nommer et de comprendre ces concepts en math matiques et physique, pour les l ves et les enseignant-e-s.

5 1 S. Drake, The role of music in Galileo's Experiments , Scientific American, june 1975, 98. Minist re de l' ducation nationale, de l'enseignement sup rieur et de la recherche (Dgesco). S minaire construction des croisements didactiques en math matiques et physique-chimie au coll ge, mars 2017. Compte-rendu de l'atelier 1 Grandeurs et mesures au cycle 4 . 2. Un autre point essentiel est apparu lors des discussions de groupe et des reprises : la n cessit de repenser les notions d'unit de mesure, trop li e pour les l ves (et les adultes !) la notion d'instrument de mesure et d'unit internationale. Sans chronom tre, les l ves doivent en effet se r f rer un syst me d'unit s qui leur est propre : battement de main pour le temps ; distance entre les deux premi res clochettes pour les longueurs, par exemple. Un apport essentiel de l'exp rience consiste faire comprendre aux l ves que la nature d'une relation entre les grandeurs (lin aire, quadratique) ne d pend pas des unit s choisies.

6 Cet aspect pourrait tre renforc en faisant r aliser l'exp rience par plusieurs groupes d' l ves et en leur demandant d'identifier ce qu'il y a de commun dans leurs r sultats Minist re de l' ducation nationale, de l'enseignement sup rieur et de la recherche (Dgesco). S minaire construction des croisements didactiques en math matiques et physique-chimie au coll ge, mars 2017. Compte-rendu de l'atelier 1 Grandeurs et mesures au cycle 4 . 3.