PLAN DE COURS PONDÉRATION : SESSION : HIVER 2010 GROUPE :

Transcription

1 PLAN DE COURS PROGRAMME : SCIENCES DE LA NATURE DÉPARTEMENT : TITRE DU COURS : NUMÉRO DU COURS : PHYSIQUE ACTIVITÉ D INTÉGRATION 203-FZZ-03 PONDÉRATION : SESSION : HIVER 2010 GROUPE : 0002 NOM DU PROFESSEUR : BUREAU : COURRIEL : RICHARD HAINCE C richard.haince@cegep-ste-foy.qc.ca «L'intelligence humaine ne se nourrit pas de réponses mais bien de questions» Albert Einstein DÉPARTEMENT DE PHYSIQUE CÉGEP DE SAINTE-FOY H-2010

2 1- FINALITÉ DU PROGAMME Le programme des Sciences de la nature vise d une part à donner à l étudiant une formation équilibrée, intégrant les composantes de base d une formation scientifique et d une formation générale rigoureuses, et d autre part à le rendre apte à poursuivre des études universitaires en sciences pures, en sciences appliquées ou en sciences de la santé. 2 - BUTS GÉNÉRAUX DU PROGRAMME Les buts généraux concrétisent la finalité du programme en faisant ressortir les connaissances, les habiletés et les attitudes susceptibles de favoriser sa cohérence de même que l intégration et le transfert des apprentissages. Grâce à ses apprentissages, on s attend à ce que l étudiant ait couvert les douze (12) buts généraux suivants à la fin de son programme. Autrement dit, que l étudiant soit capable de: 1) appliquer la démarche scientifique; 2) résoudre des problèmes de façon systématique; 3) utiliser des technologies appropriées de traitement de l information; 4) raisonner avec rigueur; 5) communiquer de façon claire et précise; 6) apprendre de façon autonome; 7) travailler en équipe; 8) établir des liens entre la science, la technologie et l évolution de la société; 9) identifier son système de valeurs; 10) situer le contexte d émergence et de développement des concepts scientifiques; 11) développer des attitudes propres au travail scientifique; 12 )traiter de situations nouvelles à partir de ses acquis. Une description détaillée des buts généraux est disponible sur le site Web du cours. La biologie, la chimie, les mathématiques et la physique constituent les disciplines spécifiques au programme des Sciences de la nature. Chaque discipline identifiée par le collège pour la mise en œuvre des buts généraux du programme peut en tenir compte en se référant au vocabulaire et à la logique propres à cette discipline. Chaque cours doit contribuer à l atteinte d une partie, d un ou de plusieurs de ces buts. Ils doivent devenir des objets précis d enseignement et d apprentissage parce qu ils ont été reconnus comme étant essentiels à la poursuite des études en sciences. 3- LA PLACE DE LA PHYSIQUE DANS LE PROGRAMME À une certaine époque, les cahiers de l enseignement collégial décrivaient comme suit l utilité des cours de physique dans l ensemble des cours de sciences. La physique contribue de façon originale et indispensable à la formation scientifique de l étudiant en lui offrant l occasion : d accomplir toutes les étapes de la démarche scientifique en raison de la simplicité relative des systèmes étudiés ; de saisir la nécessité des modèles physiques mais aussi leurs limites ; de faire le lien entre la physique, les autres disciplines et la technologie moderne ; de mesurer l influence profonde qu a eue l évolution des idées et des connaissances en physique sur l évolution sociale de l humanité. Deux fins sont assignées à l enseignement de la physique au collégial : rendre l étudiant capable d appréhender les phénomènes physiques, de comprendre les réalisations importantes de la technologie et de suivre l évolution des connaissances ; d une façon plus générale, et ce de concert avec les autres disciplines, amener l étudiant à acquérir un mode de pensée scientifique fondé sur l analyse critique et sur la confrontation des idées. Cette description et ces fins qui découlent des buts généraux sont toujours d actualité. 4- L ACTIVITE D INTEGRATION DANS LE PROGRAMME L activité d intégration se déroule normalement au dernier semestre des études collégiales dans le cadre du programme Sciences de la nature. Pour être admis à l'activité d intégration, l étudiant doit avoir réussi au moins un cours de biologie, deux cours de chimie, deux cours de mathématiques et deux cours de physique. Activité d intégration H-10 2 Physique

3 Cette activité a été conçue conjointement par les quatre départements de sciences du collège (biologie, chimie, mathématiques et physique) afin de compléter l intégration des connaissances et des habiletés acquises au terme du programme Sciences de la nature. Les étudiants réaliseront un travail de recherche, une expérimentation ou une démarche de résolution de problèmes au cours de la session, travail réalisé en équipe. Cela donnera aux finissants l occasion d utiliser la méthodologie propre au domaine scientifique et de développer les attitudes essentielles au travail d équipe. Ils pourront aussi établir des liens entre les différentes disciplines scientifiques et prendre conscience de leur interdépendance. Enfin, on devra retrouver dans le travail des considérations d ordre technologique, historique, éthique ou épistémologique (étude critique des sciences destinée à déterminer l origine logique, la valeur et la portée d une science). Cette activité est intimement liée à l épreuve synthèse de programme dans la mesure où sa réussite équivaut à la réussite de l épreuve synthèse de programme. Les intéressés pourront consulter le devis de cours sur le site départemental via la page d accueil sur le site Web du cours. 5 - DESCRIPTION DE L ACTIVITÉ D INTÉGRATION EN PHYSIQUE - En physique, l activité d intégration est un cours dans lequel l étudiant réalisera une recherche documentaire en équipe de 4 ou 5 selon le nombre d étudiants inscrits au cours. Pour mener à bien ce travail, l étudiant sera guidé par le professeur, lequel fournira les balises théoriques et méthodologiques pertinentes. - Certains thèmes seront proposés par le professeur. Cependant, l équipe pourra proposer de travailler sur un autre sujet pertinent. Dans tous les cas, l approbation du sujet par le professeur est nécessaire. - L activité d intégration fournira donc à l étudiant l occasion privilégiée d établir des liens entre certains savoirs théoriques et certains savoir-faire méthodologiques acquis durant ses études en sciences tout en privilégiant une démarche scientifique. 6 - OBJECTIFS ET STANDRDS DE L ACTIVITÉ D INTÉGRATION L activité d intégration vise à favoriser et mesurer l intégration par l étudiant des connaissances et des habiletés acquises au cours de son cheminement en sciences. Énoncé de la compétence Traiter un ou plusieurs sujets dans le cadre des sciences de la nature sur la base de ses acquis. Éléments de la compétence 1. Reconnaître la contribution de plus d une discipline scientifique à certaines situations ; 2. Appliquer une démarche scientifique ; 3. Résoudre des problèmes ; 4. Utiliser des technologies de traitement de l information et des outils informatiques ; 5. Raisonner avec rigueur ; 6. Communiquer de façon claire et précise ; 7. Témoigner d apprentissages autonomes dans le choix des outils documentaires ou des instruments de laboratoire ; Activité d intégration H-10 3 Physique

4 8. Travailler en équipe ; 9. Établir des liens entre la science, la technologie et l évolution de la société. Critères de performance Mise en évidence de l interdisciplinarité ; Cohérence, rigueur et justification de la démarche de résolution de problèmes ; Respect de la démarche scientifique et, le cas échéant, du protocole expérimental ; Clarté et précision de la communication orale et écrite ; Utilisation adéquate des technologies appropriées de traitement de l information ; Choix pertinent des outils documentaires ou des instruments de laboratoires ; Contribution significative au travail d équipe ; Liens pertinents entre la science, la technologie et l évolution de la société. 7- MÉTHODES PÉDACOGIQUES UTILISÉES LORS DE L ACTIVITÉ D INTÉGRATION Rôle et responsabilités du professeur - Faire une remise à jour des savoir-faire méthodologiques de l étudiant. - Encadrer l étudiant dans sa démarche de recherche, tant au niveau théorique que méthodologique. - Rencontrer les étudiants périodiquement, afin d établir un suivi de leur recherche. - Aider l étudiant à répondre aux questions suscitées par la réalisation de son activité de recherche. - Assurer une évaluation à la fois formative et sommative au fur et à mesure que la recherche progresse. - Amener l étudiant à réfléchir sur sa réalisation (son activité d intégration) et certains acquis antérieurs. Rôle et responsabilités de l étudiant Présence Se présenter en classe à chacune des heures prévues pour cette activité selon un horaire prédéterminé. Former une équipe comprenant un chef d équipe, un secrétaire et autres fonctions au besoin. Partage de la charge de travail S assurer d un partage équitable de la charge de travail entre les membres de l équipe. Coopérer au travail de recherche ou à l étude, conformément au partage des responsabilités déterminé au sein de l équipe. En réunion, travailler efficacement sans perte de temps, arriver préparé à la réunion en suivant fidèlement l ordre du jour préparé par le chef d équipe. Prendre vos responsabilités. Rapports d activités Présenter au professeur, selon le calendrier prévu plus loin, les divers rapports verbaux ou écrits d activités en lien avec sa recherche. Questionnement Interroger le professeur sur les points qui posent un problème relativement au travail demandé. Implication personnelle hebdomadaire. Participer activement aux discussions qui se déroulent en classe et en équipe et faire état de son implication personnelle hebdomadaire par un compte rendu verbal ou écrit. Tout membre de l équipe n ayant pas contribué équitablement à la réalisation du travail écrit et à l exposé oral sera pénalisé et cette pénalité (évaluation par les pairs) sera appliquée sur la note finale Évaluateur Assister comme membre d un groupe d évaluateurs à certaines présentations orales et participer à l évaluation de ces présentations. Le nombre d évaluateurs devra être le même pour chaque présentation. Observateur Assister à titre d observateur à certaines présentations orales et poser des questions. Activité d intégration H-10 4 Physique

5 Charge de travail : En moyenne, deux heures par semaine en réunion d équipe au collège ainsi qu une heure de recherche individuelle. 8 - ACTIVITÉS D ÉVALUATION A) ÉVALUATION FORMATIVE Les activités d évaluation formative se dérouleront tout au long de la session. Cette forme d évaluation est destinée à fournir une rétroaction à l étudiant pour qu il puisse améliorer son apprentissage en apportant les actions correctives appropriées. Ces activités dont la fonction essentielle est la régulation des apprentissages auront lieu lors des nombreuses rencontres entre les étudiants et le professeur. Autrement dit, le professeur, compte tenu des responsabilités qui lui sont dévolues, supervisera régulièrement le travail des étudiants tout au long de la session. L évaluation d appréciation par les pairs qui portera sur la qualité et la quantité du travail réalisé par chaque membre de l équipe sera prise en compte dans l évaluation formative et sommative. Le professeur affichera ses heures de disponibilité à la porte de son bureau afin que les étudiants puissent prendre rendez-vous 12 heures à l avance. Les heures de disponibilité apparaîtront également sur le système Omnivox. Ainsi que sur le site Web du cours. Ces rencontres ont principalement pour but de discuter des difficultés d apprentissage reliées à l activité. B) ÉVALUATION SOMMATIVE Rapport écrit Avant l exposé oral, rédiger, de façon claire et précise, les résultats de ses travaux dans un document écrit selon les consignes du professeur. C'est- à- dire, un développement du sujet entre 35 et 40 pages de texte à une interligne et demi, en caractère Times 12 points pour le texte et l'éditeur d'équations pour les formules et ce sans les annexes. Faire usage des technologies de traitement de l information et des outils informatiques (Maple). Intégrer à son travail, des éléments de connaissance provenant d'une autre discipline scientifique du programme ainsi que de façon significative, ceux des cours de physique déjà suivis. La note attribuée par le professeur pour le travail écrit devra être distribuée entre les membres de l équipe, en tenant compte du travail et de la participation véritable de chacun des membres de l équipe. En cas de conflit, le professeur déterminera la répartition. L évaluation par les pairs aidera à établir la répartition. Exposé oral Présenter oralement l'essentiel de la recherche avec un logiciel de présentation. (Durée de 12 à 15 min./étudiant) en faisant ressortir les points importants. Suite à l exposé, répondre aux questions environ 30 minutes. La copie papier et la copie informatique corrigées du travail écrit et la présentation «Power Point» seront conservées par l enseignant responsable et l étudiant pourra prendre connaissance des corrections lors d une rencontre avec celui-ci. Activité d intégration H-10 5 Physique

6 Résumé synthèse de recherche (2 pages) Présenter, avant l exposé oral, sous forme de dépliant bilingue le résumé synthèse de la recherche. Dossier documentaire Monter un dossier documentaire sur son sujet de recherche (max. 25 p.) - copies d extraits de textes de manuels de base ou de volumes de référence - copies d articles de revues scientifiques - copies d articles d'internet Évaluation de groupe Suite à l exposé oral du travail de recherche, les équipes d évaluateurs désignées par le professeur attribueront une note d appréciation pour chaque présentation personnelle selon une grille critériée proposée par l enseignant. Le professeur tiendra compte de cette appréciation dans la note finale. Évaluation par le professeur Évaluation par le professeur de chaque étudiant à la fin du semestre en attribuant une note qui tiendra compte de son implication dans la recherche, de l exposé oral. Examen synthèse Afin de vérifier la compréhension de chaque étudiant sur l ensemble de la recherche effectuée en équipe, tous les étudiants seront soumis à un examen final (durée 2 h à la fin de la session) portant sur l ensemble de leur travail de recherche. Conditions de réussite d un cours Conformément à l'article de la politique d'évaluation des apprentissage (PEA), la note de passage est de 60 %. Dans le respect des normes et des règles prévues dans la présente politique, cette note traduit l atteinte minimale des objectifs d un cours. En plus d une note de 60 % pour l ensemble des évaluations sommatives, la réussite d un cours peut exiger que l étudiant obtienne la note de passage pour certains objectifs d apprentissage ou éléments de compétence jugés prépondérants c'est le cas ici pour l'examen synthèse. Les étudiants doivent en être informés au moyen du plan de cours.. Activité d intégration H-10 6 Physique

7 PONDÉRATION DE L ÉVALUATION Pondération / 100 points La note de passage est de 60 % Rapport écrit 50 Note collective (Répartie en fonction de l évaluation par les pairs et du professeur) Présentation orale, 25 Note du professeur en fonction de l appréciation des pairs Résumé synthèse de la recherche et devoirs 5 Dossier documentaire et Participation à titre d évaluateurs et d observateurs 5 Examen synthèse 15 Note individuelle Note : Les critères d évaluation du travail écrit et de l exposé oral seront distribués en cours de session. Présence obligatoire à un certain nombre d exposés oraux. (Selon le calendrier préétabli des présentations) Les membres de chaque équipe sont tenus d assister à quelques unes des présentations orales des autres équipes soit à titre d observateurs ou à titre d évaluateurs. Les observateurs devront poser des questions aux équipes qui présenteront leur travail. BIBLIOGRAPHIE THÉMATIQUE MÉTHODOLOGIE CÉGEP DE SAINTE-FOY (2003), Normes de présentation matérielle des travaux écrits, Sainte-Foy, 7 e édition, 26 p. (Voir sur le site Web du Collège) COUTURE, Marc et FOURNIER, René-Paul (1997), La recherche en sciences et en génie, Sainte-Foy, Les Presses de l Université Laval, 1997, 262 p. CRÊTE, Jean, et IMBEAU, Louis M. (1994), Comprendre et communiquer la science, Sainte-Foy, Les Presses de l Université Laval, 232 p DIONNE, Bernard, et al, (1998), Pour réussir; Guide méthodologique pour les études et la recherche; Sciences de la nature, Montréal, Éditions Études Vivantes, 290 p. LÉTOURNEAU, Jocelyn, (2006), Le Coffre à outils du chercheur débutant, Montréal, Boréal, 2006, 264 p. SIMARD, Jean-Paul, (1999), Guide du savoir-écrire, Montréal, Les Éditions de l Homme, 536 p. Activité d intégration H-10 7 Physique

8 PHYSIQUE AUGER, André (1998), Mécanique, Québec, Éditions Le Griffon d argile, 489 p. AUGER, André et OUELLET, Carol (1998), Vibrations, ondes, optique et physique moderne, Québec, Éditions du Griffon d argile, 344 p. BENSON, Harris (2004), Mécanique, Physique I,430 p.,électricité et magnétisme, Physique II, 293 p., Ondes, optique et physique moderne, Physique III 318 p., Montréal, Éditions du renouveau pédagogique, 293 p. BOISCLAIR, Gilles et PAGÉ, Jocelyne (1998), Guide des sciences expérimentales, Montréal, 2 e édition, Éditions du renouveau pédagogique, 199 p. CÔTÉ, Maurice et OUELLET, Carol (1994), Électricité et magnétisme, Québec, Éditions Le Griffon d argile, 406 p. GIANCOLI, DOUGLAS C. (1993), Mécanique, 442 p., Électricité et magnétisme, Physique II 311 p., Optique et physique moderne, Physique III, 487 p., Montréal, CEC, SERWAY, Raymond. A. (1992), Mécanique, Physique I, 581 p., Électricité et magnétisme, Physique II 481 p., Optique et physique moderne, Physique III, 760 p., Montréal, Éditions Études vivantes, 3 e édition, 581 p. HALLIDAY, David, RESNICK Robert, WALKER Jearl. (2004), Mécanique, 350 p., Électricité et magnétisme, Physique II, 320 p., Optique et physique moderne, Physique III, 427 p., Montréal, Chenelière/McGraww-Hill, DICTIONNAIRE DE PHYSIQUE Gautier, Y. (2000), Dictionnaire de physique atomes et particules, Paris, Encyclopaedia universalis, Albin Michel. Mathieu, J-P, Kastler, A., Fleury, P. (1991), Dictionnaire de physique, 3 e éd., Paris, Masson, Eyrolles, ENCYCLOPÉDIE, PÉRIODIQUE ET SITE INTERNET Encyclopédies : Britannica, Encarta, Universalis Revues : Pour la science, Science et Vie, Québec Sciences, La recherche, Index CD Repères : (Articles de revue) utiliser le système Omnivox ou l adresse suivante sur les ordinateurs du Collège : Activité d intégration H-10 8 Physique

9 POLITIQUE DÉPARTEMENTALE D EVALUATION DES APPRENTISSAGES La politique concernant l évaluation des apprentissages du département de physique s appuie sur la politique d évaluation du collège (PEA). Celle-ci constitue la référence en matière d évaluation. Par conséquent, les étudiants se référeront à la PEA sur le site du Collège ou dans leur agenda. Ceux-ci porteront une attention spéciale aux éléments suivants : l évaluation du français (pénalité 20 % en physique), la présentation des travaux (normes), la présence aux cours, la remise des travaux (heure, date et lieu), les retards, la procédure de révision de notes, le plagiat, la fraude, les conditions de réussite d un cours, etc. MODALITÉS D APPLICATION DE L ÉPREUVE SYNTHÈSE Conformément à la PEA, l étudiant doit réussir l épreuve synthèse propre à un programme pour se voir décerner un diplôme d études collégiales (DEC). Cette épreuve atteste l intégration des apprentissages réalisés dans un programme. L épreuve synthèse de programme touche le programme d études dans son ensemble et concerne les éléments à caractère intégrateur de la formation. Cette épreuve se réalise dans le cadre d un cours qui lui est associé. Quel que soit le programme, elle doit nécessairement porter sur : les compétences à caractère intégrateur de la formation spécifique; des compétences plus générales, notamment : la qualité de la langue, la cohérence et la pertinence de l argumentation, l esprit critique, la synthèse et les sens éthique. Dans le programme Sciences de la nature, elle tient compte de certains éléments particuliers qui lui sont propres telles les démarches de résolution de problème, des orientations locales et des buts généraux du programme. La réussite du cours associé atteste la réussite de l épreuve synthèse du programme Sciences de la nature. En résumé, ce plan de cours permet à l étudiant de prendre connaissance du déroulement général de l activité d intégration. Il doit porter une attention spéciale au calendrier des activités afin de bien gérer son temps et ainsi être en mesure de remettre ses travaux en temps. Le plan de cours permet également l`étudiant de bien se préparer pour les différentes activités d évaluation sommative dont la réussite est importante pour l obtention de son DEC. Bien que l étudiant soit le principal agent responsable de ses apprentissages, le professeur l appuiera dans le développement et l acquisition de la compétence associée à l activité d intégration. Le 18 janvier 2010 BONNE SESSION À TOUTES ET À TOUS Richard Haince Professeur de physique Activité d intégration H-10 9 Physique

10 CALENDRIER D ACTIVITÉS Semaine Dates Activités pédagogiques 1 18 janvier Présentation du plan de cours ; Modalités du travail en équipe ; Formation des équipes, choix du sujet, s il y a lieu; Fonctionnement de l activité d intégration ; Modèle de rapport de recherche scientifique janvier 3 1 février 4 8 février 5 15 février 6 22 février Retour sur le déroulement de la session ; Choix du sujet de recherche, énoncé de la problématique ; Présentation de l ébauche de l hypothèse de travail (Question); Ébauche du plan provisoire; Retour sur la problématique et l hypothèse de recherche après consultation auprès du professeur ; Présentation du plan provisoire (grandes lignes) ; Poursuite de la recherche en équipe Présentation des lois et des formules utilisées dans le travail; Constitution d un dossier documentaire (travail en équipe) ; Poursuite de la recherche en équipe ; Présentation détaillée du plan de travail ; Valeurs numériques associées aux formules utilisées dans le travail ; Poursuite de la recherche en équipe ; Présentation orale préliminaire des grandes lignes du travail 20 à 25 min par équipe (toute la classe); Activité d intégration H Physique

11 Semaine Dates Activités pédagogiques 7 1 mars Présentation détaillée et explications des équations essentielles ; 8 8 mars Rapport d étape verbal sur l état de la recherche en cours et présentation écrite d environ 10 pages du travail de recherche;. 15 mars Relâche, journées de lecture, poursuite de la recherche 9 22 mars mars Poursuite de la recherche en équipe ; Remise du résumé synthèse de la recherche (deux pages) ; «REMISE du travail de recherche écrit» ; Présentation de chaque résumé devant toute la classe avril Commentaires sur travail de recherche écrit ; Questions sur les exposés oraux avril Présentation des exposés oraux avril Présentation des exposés oraux avril Présentation des exposés oraux 15 3 mai Examen synthèse sur les travaux de recherche. Activité d intégration H Physique

12 EXEMPLES DE SUJETS DE RECHERCHE Tous doivent avoir des éléments de contenus de mécanique, électricité, magnétisme, d'ondes ou d'optique. Matières connexes : chimie C, mathématiques M et biologie B 1. Centrales hydroélectriques et environnement (M, B) 2. Centrales nucléaires et environnement (M, B) 3. Instrumentation scientifique et les principes physiques (C, B) 4. L aérodynamique et ses applications (M, B) 5. La physique et l automobile (M, B, C) 6. La radiation et ses effets biologiques (C, B) 7. La théorie de la relativité restreinte et ses applications (M) 8. Microscope électronique et ses applications (C, B) 9. Physique médicale et ses applications (C, B) 10. Phénomènes électromagnétiques et ses applications ( C, B) 11. Principes du vol d avions ( M, B) 12. Les semi-conducteurs et leurs applications (C, M) 13. La physique et la musique ( M, B) 14. Utilisation des rayonnements et imagerie en médecine ( C,B) 15. Maglev Train à lévitation magnétique et TGV (M, B) 16. Résistance des matériaux et ses applications ( M, C) 17. La physique appliquée aux sports (cinématique, dynamique et énergétique) (M, B) 18. Les énergies renouvelables, éoliennes (M, B) 19. Les accélérateurs de particules (M, C) 21. Le transport et distribution de l électricité (M,B) 22. La physique des particules (M, C) 23. La physique de la bicyclette (M, B) Activité d intégration H Physique