Les travaux personnels encadrés en 1ereS3 Physique-Chimie / Maths

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Les travaux personnels encadrés en 1ereS3 Physique-Chimie / Maths

Publié le : jeudi 21 juillet 2011
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Les travaux personnels encadrés en 1
ere
S3
Physique-Chimie / Maths
2008-2009
Une démarche inscrite dans la durée
Les TPE fournissent aux élèves le temps de mener un véritable travail, en partie collectif, qui va de la conception à la
production achevée. Le carnet de bord individuel est la mémoire indispensable de leur itinéraire.
de caractère pluridisciplinaire
Les TPE doivent croiser au moins deux disciplines.
conduisant à une production
Les élèves peuvent envisager tout type de réalisation sur des supports divers tels que maquettes, poèmes, une de journal,
dossier écrit, expérience scientifique, vidéo, représentation théâtrale, pages internet, affiches, etc.
élaborée à partir d'une recherche documentaire
quelle que soit la production envisagée, la démarche doit impérativement comporter des phases de recherche et d'exploitation
de documents. Ce travail documentaire permet à son tour, d'affiner la problématique et de décider de la réalisation la plus
cohérente avec le sujet choisi.
donnant lieu à une évaluation
L'évaluation doit porter sur l'ensemble du parcours et prendre en compte, non seulement la production, mais aussi sa
présentation écrite et orale.
Généralités
1.
La salle
223
est prévue pour nos premières réunions du mardi de 13h40 à 15h30. Vous pourrez bien
sûr travailler aussi au CDI (réservation conseillée et aide possible de la documentaliste), mais aussi
dans une salle de physique (à déterminer ultérieurement) pour d'éventuelles expériences.
2.
Le travail se fera en groupes de 3 élèves (11 groupes de 3 et 1 groupe de 2).
3.
Le mardi 30 septembre 2008 vous formez les groupes, réfléchissez et cernez votre futur sujet, en
essayant de déterminer une problématique de départ (des évolutions pourront bien sûr avoir lieu par
la suite ...)
4.
Les mardi 7 et 14 octobre 2008 nous nous retrouverons en salle 223 , nous viserons vos carnets de
bord (groupes 1 à 6 au cours de la première heure et groupes 7 à 12 au cours de la deuxième
heure), répondrons à vos demandes.
Le mardi 7 octobre chaque demie-classe qui ne sera pas en 223 est attendue par la documentaliste
au CDI.
5.
A partir du mardi 21 octobre 2008, réunions approfondies entre les groupes et les professeurs pour
préciser l'avancement du travail, poser des questions, envisager la suite ... selon un planning détaillé
à venir ; les autres élèves pourront venir travailler dans la salle ou au CDI. Une semaine nous
verrons les groupes 1 à 6 et la semaine suivante nous verrons les groupes 7 à 12.
Un planning détaillé donnera l'organisation ultérieure.
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Des thèmes pour votre TPE
Références:le BOEN n° 25 du 19 juin 2008 précise la liste des thèmes en vigueur. On les retrouve aussi sur le site EduSCOL. Vous
trouverez ci-dessous un résumé qui tient compte de nos deux matières.
Thèmes
Mots clés / sous-thèmes suggérés
L'homme et la nature
*Contraintes et libertés
Interventions sur la nature:
-respect/dégradation
- conserver/transformer/ reconstituer:.. évolution des matèriux pour un usage donné,
réseaux d'égouts, échangeurs autoroutiers, ponts, tunnels, télécabine...
-maintenir/maitriser
Représentation et interprétation:
-recherche de régularité des lois: lois de la gravitation, nombre d'or, fractals
Les limites de l'intervention:
- la nature subie
- la nature forcée
Modèle, modélisation
Les formes de la transformation:
- petites causes, grands effets
- les transformations physiques et chimiques de la matière
- les niveaux de cohésion de la matière
- les changements de vitesse, de trajectoire
Evaluer, mesurer, prévoir le changement:
- les mesures du continu au discontinu
- aléas à court terme, tendance à long terme
- évaluer la transformation d'une système physique, chimique
- mesure GPS des vitesses
- croissance/quantité, flux/stock
Ruptures:
-rupture technologiques: passage de l'information analogique à l'information numérique.
- de l'image fixe à l'image animée
Approche systémique:
déséquilibre, retour à l'équilibre
Savants et sciences hier et
aujourd'hui
Du savant au chercheur
Histoire et construction de la science:
les instruments de la science
Savant et société
Environnement et progrès
.* Avancées scientifiques et
réalisations techniques
Réalisations technique au cours des âges et leurs fondements:
- Les grandes réalisations associées aux grandes périodes de l'histoire ou aux civilisations
- empirisme et théorie dans les réalisations techniques.
- innovations liées aux grands projets
Sciences fondamentales et appliquées à la base des réalisations techniques:
- Les mathématiques à l'œuvre dans les grands projets techniques.
- modélisation et simulation
- La maîtrise des matériaux au service de nouvelles réalisations techniques.
Questions soulevées par les réalisation techniques, les défis du XXI
eme
siècle:
- impacts environnementaux
- impacts humains
Les réalisations techniques face aux défis du XXI
eme
siècle:
- les ressources d'énergie pour demain
- les défis de l'espace
- les nanotechnologies
- technologie de l'information, stockage et transport
- intelligence artificielle
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Quelques conseils pour votre TPE
Le passage du thème au sujet et à sa problématique
Une règle d'or:
Les sujets ne doivent pas être trop ambitieux mais adaptés aux connaissances et aux compétences d'élèves de première: la réussite
des TPE repose en grande partie sur le caractère réaliste du projet.
La problématique:
Pour un élève de lycée qui mène un TPE, il s'agit essentiellement d'interroger simultanément les savoirs de plusieurs disciplines en
posant une question ciblée, correspondant à un intérêt particulier, à laquelle le travail de recherche permettra d'apporter une réponse
argumentée et vérifiée, grâce à un aller-retour entre investigations et analyses.
Quelques critères pour reconnaître dans un questionnement une problématique:
Elle est un ensemble de questions interdépendantes dont on na pas une réponse immédiate (et qui par ailleurs ne trouvera
peut-être pas forcément de réponse définitive). Ces questions se succèdent et se complètent pour constituer une démarche
de raisonnement logique (induction, déduction, élimination, ...).
Elle prend la forme d'un système cohérent de questions dans lequel l'interrogation principale posée (le « sujet ») entraine une
série de questions induites.
Elle n'entraine pas une réponse limitée à « oui » ou « non », mais elle met en jeu une argumentation s'appuyant sur une
recherche et éventuellement une expérimentation ou une enquête.
Elle propose une ou des hypothèses à confirmer ou à infirmer. Elle peut proposer une idée reçue qui sera éventuellement
remise en cause au cours de la recherche.
Une problématique n'est pas:
une question d'opinion: « les français préfèrent-ils conduire des automobiles essence ou diesel ? »
Une question dont la réponse est une définition: « qu'est-ce qu'un additif dans les aliments ? »
un catalogue: « quels sont les différents types de téléphone portables ? »
Elle n'est pas un exposé descriptif : « commet se déroule une éruption volcanique ?»
Une problématique pour être retenue comme sujet de TPE doit être pluridisciplinaire.
Une question peut-être reformulée pour devenir une problématique.
Comme trouver une problématique ?
Se poser des questions pour faire émerger une problématique, c'est littéralement « mettre en problème », trouver ce qui fait
problème ce qui peut constituer à la fois le cœur du sujet et ses grandes orientations.
Pour cela il faut questionner les mots ou expressions sélectionnés au cours d'une analyse exploratoire, d'un questionnement
du sujet ou du thème étudié.
Remarque importante: la problématique n'est pas immédiatement construite au début du TPE: elle se construit tout au long
du TPE. La recherche permet de l'infléchir, de la reformuler, de l'affiner en fonction du cheminement de la réflexion et de
l'analyse du sujet.
La problématique du début est donc provisoire: c'est la problématique de recherche. Au terme de la recherche, la
problématique de départ sera reformulée.
Analyse d'un exemple et d'un contre exemple
Thème:
l'eau
discipline concernées:
physique/chimie et SVT
Sujet choisi:
Pourquoi dé-gazéifier et ré-gazéifier certaines eaux
minérales naturelles ?
Thème:
les risques naturels et technologiques
discipline concernées:
physique/chimie et SVT
Sujet choisi:
Peut-on prévoir les séismes ?
Sujet remarquablement traité par le groupe qui est arrivé à la
réponse suivante « pour enlever le fer nuisible à la santé lorsque
sa concentration est excessive ». Toutes les conditions de
réussite sont présentes. Les élèves ont conçu pour la présentation
trois affiches destinées à illustrer chacune es étapes du
processus.
Très rapidement les élèves ont constaté que la réponse à leur
question était non. Ils ont alors abandonné la problématique
initiale sans en définir une autre. Le résultat fut un exposé
descriptif du déroulement d'un séisme.
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Exemple de démarche de recherche de problématique:
Vous voulez tout savoir sur le bâton de craie. Exemple de questionnement de recherche:
De quoi est constituée une craie ?
Comment forme-t-on le bâton ?
De quels paramètres dépendent sa cohésion et sa solidité?
Comment peut-on mesurer la solidité du bâton de craie ?
Les grains sont-ils amorphes ou cristallisés ?
Quelle est la taille de ces grains ?
Commet la mesurer ?
etc
Ces questions doivent guider la recherche documentaire. Il faut ensuite trier les documents trouvés.
Exemple d'émergence d'une problématique à l'issu de l'épluchage des documents: « Quelle est la taille maximale des cristaux de
calcaire permettant une bonne cohésion du bâton de craie? »
Il reste à organiser le travail, à trier les questions induites par la problématique et à mettre en œuvre des expériences permettant de
rechercher une réponse à la problématique.
Le carnet de bord
Le carnet de bord est
individuel
;
Il retrace le travail personnel et/ou collectif réalisé au fur et à mesure de l'avancement, en précisant
ce qui est envisagé, ce qui est effectivement réalisé, les difficultés rencontrées et les solutions
envisagées;
Il permet de retracer tout le travail effectué, les pistes suivies ou abandonnées, les évolutions, toutes
les références bibliographiques et internet,..., même celles qui seraient mises de côté dans un
premier temps.
C'est une référence pour la réalisation de la production finale, la rédaction de la synthèse
individuelle et lors de la présentation orale du TPE, ...
C'est un document
INDISPENSABLE et OBLIGATOIRE
support conseillé: un cahier 96 pages grand ou petit format.
Il doit être présenté
à chaque rencontre
et visé par les professeurs.
Fête de la science
Chaque année à l'occasion de la fête de la science deux ou trois des meilleurs TPE de l'année passée sont
présentés par les élèves (actuellement en terminale).
Cette année la présentation aura lieu le
samedi 22 novembre 2008 à L'Esplanade du lac à Divonne.
Deux TPE y seront présentés: l'un parlera du rôle des ingrédients dans un gâteau au chocolat, l'autre parlera
de propulsion d'une planche à roulette à l'aide du fameux mélange menthos – coca.
N'hésitez pas à venir les voir !
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