• Présentation des travaux
• Ont participé à ces travaux
• Quelques références bibliographiques

  Présentation des travaux

Dans les activités mettant en œuvre des moyens informatisés dans l'enseignement de la physique, la modélisation occupe une place centrale. Il est clair aujourd'hui que l'ordinateur est en effet moins attaché à la mesure automatisée (où il peut être avantageusement remplacé par les oscilloscopes numériques, par exemple) qu'aux possibilités de traitement et à l'analyse des mesures (et c'est d'ailleurs bien en ce sens que l'on peut parler de "données").

Dans ce cadre, le terme "modélisation" désigne généralement le passage d'une série de mesures à un modèle mathématique. Ce dernier peut simplement être une fonction choisie empiriquement pour traduire le comportement d'ensemble ou être le résultat d'une analyse théorique du phénomène. Mais c'est précisément dans cette analyse théorique que se situe, au sens fort, la modélisation en tant qu'activité d'élaboration de modèle, passant par le choix de grandeurs ou de paramètres particuliers (objet homogène, force négligeable, relation linéaire dans un domaine, etc.) et l'application de principes théoriques. Il convient donc d'être vigilant sur l'utilisation du terme "modélisation" et, pour lever d'éventuelles ambiguïtés, nous le qualifierons parfois de "numérique" ou "d'expérimental", ce dernier terme traduisant la pratique de référence que nous avons choisie dans notre recherche de transposition didactique.

L'utilisation de moyens informatisés de traitement et d'analyse repose sur la mise en œuvre de nouvelles méthodes. Qu'il s'agisse de résolution numérique, d'optimisation de modèle ou de traitement des incertitudes, leur bonne utilisation nécessite d'en connaître au moins le principe (voir "savoirs de référence scientifiques et techniques"). De plus, il est nécessaire d'expliciter les différents savoirs et savoir-faire qui sont mis en œuvre dans les activités que l'on peut proposer aux élèves. L'analyse de ces connaissances et compétences a conduit à un référentiel détaillé (voir "les nouveaux savoirs et savoir-faire") auquel font référence les différentes séquences pédagogiques présentées ici.

L'acquisition de telles nouvelles connaissances liées à l'utilisation de la modélisation numérique repose alors sur une progression au cours d'une, voire deux, année(s) et impose une articulation forte avec l'enseignement de mathématiques. C'est pour cette raison que nous avons choisi ici, non pas de donner une liste de fiches TP, mais de présenter la structure et la cohérence de la progression à travers l'articulation mathématiques-physique en classe de Terminale S et d'expliciter les raisons didactiques et pédagogiques qui ont conduit à tel ou tel choix. De même, si nous avons offert la possibilité de télécharger des fiches-élèves (exercices ou travaux pratiques), c'est moins pour le caractère pratique (leur contenu fait inévitablement référence au matériel disponible dans les établissements où se sont déroulées les expérimentations) que pour la nécessité d'expliciter les tâches et les consignes correspondantes : les savoirs et savoir-faire effectivement mis en œuvre par l'élève peuvent en effet varier du tout au tout par un simple changement de formulation des consignes.

Les différentes expérimentations ont été conduites depuis plus de dix ans, dans différents lycées.

  Ont participé à ces travaux

• Équipe INRP

• Daniel BEAUFILS
• Hélène RICHOUX
• François-Marie BLONDEL
• Jean-Claude LE TOUZÉ

• Enseignants et chercheurs associés

• Chantal CAMGUILHEM, lycée Henri Wallon, Aubervilliers (93)
• Bernadette CAZAUX, lycée Marcel Pagnol, Athis-Mons (91)
• Adeline DUCATÉ, lycée Marcel Pagnol, Athis-Mons (91)
• Françoise LOPPIN, lycée Marcel Pagnol, Athis-Mons (91)
• Janine PARÈS, IUFM, Montpellier (34)

Cette liste sera complétée dès l'accord des enseignants concernés.

  Quelques références bibliographiques

• BEAUFILS, D., L'ordinateur outil d'investigation scientifique au lycée : propositions et implications didactiques, Didaskalia, 1993, n°1, p.123-130.
• BEAUFILS, D., RICHOUX, H., Intégration de l'ordinateur outil d'investigation scientifique dans l'enseignement des sciences physiques au lycée, Paris : INRP, 1996, 130 p., (Collection Documents et travaux de recherche en éducation, n°20).
• BEAUFILS, D., RICHOUX, H., Régression linéaire et incertitudes expérimentales, BUP, 1997, 796, p.1361-1376.
• BEAUFILS, D., RICHOUX, H., CAMGUILHEM, C., Savoirs et savoir-faire associés à l'utilisation d'instruments informatisés dans des activités de travaux pratiques de physique, Aster, 1999, 28, p.131-147.
• CORTIAL Y. Modélisation : optimisation de modèles, Actes de l’Université d’été de Nantes, INRP, UDP, 1995.
• CORTIAL Y. A propos de la méthode des moindres carrés, BUP n°725, 1990, p.769-791.
• JOURNEAUX R. La régression linéaire et ses conditions d’application, BUP n°752, 1993, p.353-369.
• MILOT, M-C., BEAUFILS, D., Des savoirs et savoir-faire associés à l'utilisation d'instruments informatisés en physique-chimie, In Activités expérimentales des élèves en physique-chimie : quels enjeux d'apprentissage, Caen : CRDP, 1999, p.117-140.
• RICHOUX H., et al., Évaluation des savoirs et savoir-faire associés à l'utilisation de moyens informatisés dans les classes scientifiques du lycée, In Actes des 8e Journées nationales Informatique et Pédagogie des Sciences Physiques, Paris : UdP-INRP, 1998, p.151-156.
• TRIGEASSOU, J.-Cl. Recherche de modèles expérimentaux assistée par ordinateur, Paris : Tec&Doc, Toulouse : L&I, 1988, 370 p.
• TRIGEASSOU J.C. Techniques de modélisation expérimentale à l’aide d’un micro-ordinateur. BUP n° 672, 1985, p.717-740
• TRIGEASSOU J.C. & BEAUFILS D. Analyse de données, méthodes numériques et sciences physiques, BUP n°731, 1991, p.297-308.
• VELAY B. Modélisation : Statistiques appliquées à l’exploitation des mesures, Actes de l’Université d’été de Nantes, INRP, UDP, 1995.