Ethique et responsabilit

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Quelles étapes jusquà ce séminaire
Quelles étapes jusquà ce séminaire
Lhistoire, racontée par
Patrick BRANDEBOURG IA IPR Mathématiques
Séminaire Tri disciplinaire STI2D
Nicolas CHEYMOL IA IPR Physique Chimie
26 septembre 2012
Thierry MONIN IA IPR STI
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Pour les inter académiques de mathématiques en
2010/11

• Le programme STI2D est paru il précise
•  prendre appui sur les situations expérimentales
  rencontrées dans les enseignements scientifiques
  et technologiques de la série ,
•  prendre en compte les besoins mathématiques des
  autres disciplines .
• ? LIGEN de mathématiques fait une
• demande de productions de situations.

Quelles étapes jusquà ce séminaire
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Qui aboutit, de la part de lacadémie de
Montpellier à...
Quelles étapes jusquà ce séminaire

• la production de 14 situations
• Analysons maintenant

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• Production de 14 situations
• Analysons maintenant

Exemple 1 impédance.
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• Production de 14 situations
• Analysons maintenant

Exemple 2 déformation dune poutre
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• Production de 14 situations
• Analysons maintenant

Exemple 3 comparaison de séries de plombs
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Et on retrouve aussi dans les manuels de
mathématiques

• Le pH dune solution dépend de la concentration
  H3O en ions hydronium H3O pH -log H3O
  
• Concentration nombre de moles présentes dans un
  litre de solution.
• Si pHlt7 la solution est acide si pH7, la
  solution est neutre si pHgt7, la solution est
  basique.
• Une solution acide A a une concentration molaire
  en ions H3O égale à 3,2x10-7 mol/L. Calculer son
  pH.
• Le pH dune solution basique est 9. Calculer la
  concentration molaire en ions H3O de cette
  solution.

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Et on retrouve aussi dans les manuels de
mathématiques
Dans le circuit (RC), toutes les secondes on note
une tension u(n) aux bornes du condensateur. La
suite des valeurs de u(n) est modélisée par
u(n)15(1-2,7-n/2). Les valeurs de u(n) ont été
enregistrées. Un traceur a donné la
représentation graphique de la suite suivante.

1. Daprès le graphique, vers quelle valeur u semble
   se stabiliser la tension ?
2. On veut vérifier les données du graphique
   programmer la suite (un) sur la calculatrice
   reproduire et remplir le tableau (on arrondira
   les valeurs de (un) au millième).
3. Au bout de combien de secondes, la différence
   u-u(n) sera-t-elle inférieure à 0,005 ?

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On continue Juin 2011

• 3 IGEN ( M PC STI)
• 1 académie ? Montpellier
• 3 IA-IPR (M PC STI)

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• A partir du document rassemblant les 14
  situations problèmes
• ? une réflexion collégiale est engagée
• des objectifs sont dégagés
• une méthodologie est précisée.

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On continue Septembre 2011

• 1 académie ? Montpellier
• Un lycée (Dhuoda à Nîmes)
• 8 enseignants de létablissement (2M3PC3STI)
• Et nous

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? Les travaux tri disciplinaires commencent
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Un premier problème (version 1 de 2011)
Létude du fonctionnement dune scie sauteuse est
proposée
On se propose détudier la vitesse de découpe
dune scie sauteuse
Quel est le problème ?
Des calculs mathématiques sappuyant sur une
modélisation mathématique
Compréhension du modèle ? Des calculs pourquoi ?
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Déterminer la vitesse de rotation du point A pour
que la vitesse maximale de coupe nexcède pas
1m/s.
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Quel intérêt ? Notation
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Un premier problème (version 2)
? Un vrai problème
Des données
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Le problème Lorsque la vitesse de coupe dépasse
1,5 m.s-1, la découpe de plastique dur tel que le
plexiglas devient impossible car il y a un
échauffement trop important du matériau et donc
un risque de fonte de celui-ci. Le but de cette
étude est de déterminer, pour la scie sauteuse
choisie, la fréquence de rotation de la manivelle
et donc la position de la molette afin que la
vitesse maximale de coupe nexcède pas 1,5 m.s-1.
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Un premier problème (version 2)
? Un vrai problème

• Une résolution initiale
• étude de la fonction sinus,
• Application numérique reprenant le contexte
  initial.

Pourquoi létude de la fonction sinus maintenant ?
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Comment refaire le lien avec le problème initial ?
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? Une démarche de résolution de problème
détournée
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Un premier problème (version 3)
? Un nouveau pas
On y est!!!
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La version finale sest inscrite dans une vraie
démarche de résolution de problème faisant
intervenir les trois disciplines. Cf atelier n3
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Une attention nécessaire dans la construction
dune production Retour sur 2 exemples
La poutre partant dune situation réelle, la
problématique technologique ne peut être résolue
que si on a la connaissance de léquation
différentielle du second ordre. Les plombs de
chasse Le procédé de fabrication réelle et le
tri des plombs de chasse, conduit à montrer que
les données du problème nont technologiquement
pas de sens.
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Lintérêt dun travail inter disciplinaire

• Que les idées viennent du professeur de
  mathématiques ou de ses collègues, le travail
  collégial permettra
• De partir de situations réelles, intégrant les
  réalités de la physique, de la chimie ou de la
  technologie,
• Dassoir des hypothèses comprises et acceptées de
  tous,
• Dutiliser des modèles compris de tous,
• Dutiliser un vocabulaire compris de tous, un
  vocabulaire commun.

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? Un ensemble de points de convergence essentiel
pour lélève
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Une démarche de construction des problèmes
présentés
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Qui aboutit à un document présentant 9 situations
dont
Raccordement routier Raccorder un tronçon de
route rectiligne à un tronçon courbe par un
tronçon en arc de cercle tangent aux deux
précédents. Scie sauteuse Déterminer la
fréquence de rotation de la manivelle et la
position de la molette de sorte que la vitesse
maximale de coupe nexcède pas une vitesse
donnée. Mouvements vibrants Observer et
modéliser un château deau et les mouvements du
sol lors dun séisme. Examiner et expliquer le
mouvement de la table vibrante.
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Qui aboutit à un document présentant 9 situations
dont
Gestion dune VMC Déterminer la valeur dune
résistance de correction et la formule à
implanter dans un microcontrôleur. Courant
porteur en ligne Comment transmettre des
informations numériques en utilisant les lignes
basse tension. Centrale solaire à tour
Déterminer le nombre maximum de miroirs que lon
peut implanter sur un site de construction dune
centrale.
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Qui aboutit à un document présentant 9 situations
dont
Méthode  six sigma  Vérifier si les deux
conditions de la méthode sont vérifiées sur
trois séries statistiques. Vérifier lassertion
des ingénieurs qualité   la quasi-totalité des
valeurs de la série est dans la plage de valeurs
admissibles  . Transmission de données Etudier
les probabilités derreurs de transmissions pour
un mot de 2 bits. Etudier le comportement de la
transmission quand le temps passe. Transfert
thermique Faire le bilan thermique simplifié
dun pavillon et optimiser les pertes dénergie
par transfert thermique dans deux cas.
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Qui sera suivi dun document présentant des
situations pour la classe de terminale
Documents imparfaits certes mais qui pourront
être une base de réflexion et, espérons-le,
lamorce dun travail entre les enseignants de
nos trois disciplines.
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Présentation des ateliers
1. Quelles démarches pédagogiques ? Latelier
1. 2. Quelle pertinence des logiciels utilisés
dans la pratique pédagogique ? Deux ateliers,
lun vers la terminale (3) et lautre vers la
première (2). 3. Quels scénarios pédagogiques
? Deux ateliers (4 et 5).
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