DES SAVOIRS ET SAVOIR-FAIRE "INFORMATIQUES" À ACQUÉRIR
UNE STRUCTURE PLURIDISCIPLINAIRE
La mise à plat de tous les savoirs et savoir-faire "informatiques" mis en jeu dans les activités de travaux pratiques soulève immédiatement la question de l'appartenance de ces savoirs à telle ou telle discipline d'enseignement. De plus, dans l'hypothèse où l'on aurait confié à d'autres disciplines l'enseignement de savoirs et savoir-faire de base requis pour une utilisation minimale des instruments informatisés, comment les sciences physiques prennent-elles en charge ce qui leur resterait dévolu ?
Nous proposons ici une structuration des savoirs et savoir-faire qui fait apparaître d'une part ce qui peut/doit être considéré comme requis pour une utilisation en classe de sciences des lycées, et d'autre part, ce qui peut/doit être considéré comme des savoirs et savoir-faire exigibles à l'issue d'une formation scientifique.
Une
liste structurée
Un certain nombre de savoirs et de savoir-faire apparaissent comme devant être considérés comme requis car, en l'absence de ceux-ci, la conduite d'une activité scientifique est illusoire : les informations à donner alors ramènent la tâche des élèves à un suivi de consignes "surdétaillées" et uniquement techniques, effaçant du même coup la compréhension du dispositif expérimental, de la démarche, du phénomène et donc de la physique...
Nous distinguons des prérequis de niveau 1 et 2. Les premiers, à l'instar de "savoir calculer et utiliser une calculette", sont à faire acquérir aux élèves au plus tôt et dans d'autres enseignements que la physique : savoir lancer un logiciel spécifié, savoir entrer un nombre, charger un fichier, renseigner une zone de saisie multiple, etc. Les seconds sont ceux qui concernent les logiciels utilisés en classe de science et sont donc utiles pour conduire à bien les activités scientifiques, mais dont l'acquisition, à l'évidence, ne peut pas être considérée comme indispensable : connaître la commande de paramétrage d'une acquisition de mesures, savoir obtenir une courbe à partir de l'expression mathématique d'une fonction, etc..
Il reste alors de nombreux savoirs et savoir-faire qui relèvent alors d'un enseignement de sciences physiques. Parmi ceux-ci, bien évidemment, on trouve :
- savoir reconnaître les différents éléments d'une chaîne de mesure informatisée ;
- savoir conduire/contrôler une acquisition semi-automatique ;
- savoir déterminer la précision de la mesure pour une quantification donnée ;
- savoir mettre en œuvre une méthode d'optimisation de modèle sur un ensemble de données pour déterminer des paramètres ;
- connaître le rôle d'une interface (convertisseur analogique numérique) : savoir que les mesures sont faites par échantillonnage et que les mesures sont quantifiées ;
- connaître le principe de la "dérivation numérique" ;
- connaître les conditions d'utilisation d'une méthode de moindres carrés (non pondérée, en particulier la régression linéaire) ;
Des
connaissances et compétences "exigibles" ?
À la suite d'expérimentations auprès d'élèves de Première S et Terminale S, nous avons été amenés à limiter et hiérarchiser ces compétences en deux sous-niveaux : le premier contient les connaissances à évaluer en cours de formation, le second, celles que nous considérons importantes au point d'en faire des critères d'exigibilité dans l'hypothèse d'une évaluation sommative en fin de cycle terminal.
Ainsi notamment, à l'instar de savoir faire les branchements avec un multimètre ou faire un goutte à goutte en pH-métrie, nous considérons qu'un élève sortant de Terminale S devrait savoir :
- faire la connexion sur une voie d'entrée spécifiée d'une interface,
- paramétrer une acquisition automatique ou semi-automatique.
- conduire/contrôler une acquisition semi-automatique (déclenchement, validation clavier, entrée de valeurs au clavier, etc.).
Pour ce qui concerne les méthodes de traitement, il semble raisonnable d'attendre d'un élèves sortant de Terminale scientifique qu'il :
- sache utiliser une procédure / commande d'optimisation de modèle
- connaisse les conditions d'utilisation d'une méthode de moindres carrés
- connaisse le principe de la dérivation numérique.
La
question de "l'évaluabilité"
Prendre en charge l'enseignement de ces connaissances ou compétences, nécessite aussi d'être capable d'en évaluer l'acquisition par les élèves.
Une telle évaluation peut être envisagée sous forme de sujets conçus en deux parties fortement corrélées mais devant être traitées en deux temps séparés : une partie papier-crayon pour l'évaluation des savoirs, et une partie sur "paillasse" pour celle des savoir-faire correspondants.
Nos expérimentations permettent de conforter l'idée d'une bonne maîtrise globale de l’outil informatique (aisance dans la manipulation du clavier, familiarité avec les commandes logicielles, etc), mais nous amène à attirer l'attention sur la nécessité de construire un enseignement qui assurer la compréhension des méthodes informatiques, sur des points tels que : la modélisation et les "valeurs initiales" ou la transcription des affichages en " notation satisfaisante pour le physicien ".