Méthode des 3-R : résolution systématique de problèmes en physique

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1 8 Méthode des 3-R : résolution systématique de problèmes en physique Activité réalisée au Cégep de Jonquière par GUY MARTINEAU

2 8 Méthode des 3-R : résolution systématique de problèmes en physique Année de la dernière mise à l essai Nom de l auteur Cégep d origine 2004 Guy Martineau Cégep de Jonquière Adresse électronique de l auteur guy.martineau@cjonquiere.qc.ca Discipline scientifique Âge moyen des élèves Titre et numéro du cours Durée de l activité Physique ans Mécanique (203-NYA-05) Environ 2 heures NOTE Dans ce texte, le générique masculin est utilisé seul, sans aucune discrimination et dans le seul but de l alléger. Les annexes en format PDF et Word se retrouvent sur le cédérom qui accompagne ce recueil. De plus, une analyse pédagogique de l activité est également disponible dans la section Trésors pédagogiques du site Internet du Saut quantique à l adresse URL : Les auteurs autorisent toute utilisation de ce texte à des fins pédagogiques, pourvu qu il y ait mention des auteurs et de leur collège. Le respect de ces recommandations encouragera les auteurs à partager leur expérience.

3 Méthode des 3-R : résolution systématique de problèmes en physique Description de l activité APERÇU DE L ACTIVITÉ Dans le cadre de leur formation, les élèves du programme Sciences de la nature rencontrent souvent des difficultés importantes au niveau de la résolution de problèmes. Dans bien des cas, il s agit essentiellement d un manque de structure dans l analyse des situations à l étude. Cette activité présente la méthode 3-R de résolution de problèmes qui offre un cadre structuré d analyse et représente une stratégie valable afin de réduire ces difficultés. PERTINENCE ET ORIGINALITÉ DE L ACTIVITÉ L apprentissage d une méthode de résolution de problèmes est souvent négligé dans la formation des élèves du programme Sciences de la nature. Quelques heures suffisent pour doter les élèves d un outil précieux qui leur permettra de répondre adéquatement aux exercices qui leurs sont soumis. De plus, l approche utilisée pour transmettre ces notions permet aux élèves de se familiariser davantage avec l utilisation des technologies de l information et des communications (TIC), qui représente maintenant une valeur ajoutée dans toute formation. Objectifs et relations avec le programme COMPÉTENCES VISÉES Développer des habiletés à réaliser une analyse structurée pour la résolution de problèmes. Faciliter l établissement de liens entre les concepts physiques étudiés et la situation analysée. Schématiser. Développer des habiletés à résoudre des équations. Relations entre l activité et le programme BUTS GÉNÉRAUX DE PROGRAMME VISÉS Les buts généraux du programme Sciences de la nature visés par cette activité sont : Appliquer la démarche scientifique (faire des inférences à partir des données, formuler des hypothèses) ; Résoudre des problèmes de façon systématique ; Raisonner avec rigueur ; Apprendre de façon autonome ; Traiter des situations nouvelles à partir de ses acquis ; Communiquer de façon claire et précise ; Utiliser des technologies appropriées de traitement de l information. 55

4 Lien avec le cours Cette activité est réalisée au début du cours Mécanique (203-NYA-05) afin de permettre aux élèves de profiter au maximum de cette méthode pendant leurs études collégiales. Lien avec les autres cours Cet apprentissage permet aux élèves de bénéficier davantage de leurs cours de physique et de sciences, contribuant ainsi à l atteinte de plusieurs objectifs généraux liés à leur formation. De plus, l utilisation des TIC leur permet d acquérir des habiletés qui leur serviront tout au long de leur cheminement collégial et universitaire. Cette méthode de résolution de problèmes peut s appliquer intégralement à la résolution de problèmes dans les autres cours de physique du programme Sciences de la nature. Elle peut également s adapter à différents programmes techniques. Nombre d élèves et encadrement pédagogique NOMBRE APPROXIMATIF D ÉLÈVES DANS LA CLASSE élèves NOMBRE D ÉLÈVES PAR ÉQUIPE Travail individuel (apprentissage personnel en dehors du cours) ENCADREMENT PÉDAGOGIQUE Le professeur est à la disposition des élèves pour répondre à leurs questions et soutenir leurs efforts. Déroulement de l activité DÉROULEMENT DE L ACTIVITÉ ET TEMPS DE RÉALISATION DE CHAQUE ÉTAPE Avant A l aide d un ordinateur muni d un lien Internet et relié à un projecteur multimédia, le professeur donne les indications nécessaires pour l utilisation du site Internet gmartineau, où les élèves trouveront la méthode de résolution des 3-R (voir la médiagraphie). Sur ce site, les élèves doivent se familiariser avec les sections d apprentissage Résolution de problèmes, Exercice accompagné et Exemples d exercices (annexe P.1). Le professeur propose également un exercice à résoudre à l aide de la méthode des 3-R (ex. nº 45, chapitre 3 du volume Physique mécanique de Harris Benson) ainsi que les délais dont les élèves disposent pour la réalisation de cette démarche. Selon le niveau de connaissance des élèves dans le domaine des TIC, le professeur peut expliquer l utilisation du Forum et du Courrier électronique. Le professeur rappelle aux élèves qu il demeure à leur disposition pour répondre aux questions qui pourraient surgir au cours de cet apprentissage individualisé. Il les incite à utiliser le Forum ou le Courrier électronique pour demander de l aide. Il remet à chaque élève une copie des annexes E.1 et E.2. Il alloue du temps aux questions. (Ces explications durent environ 50 minutes.) 56

5 Pendant Chaque élève, en dehors du cours, accède au site Internet pour consulter les trois sections d apprentissage (Résolution de problèmes, Exercice accompagné et Exemples d exercices), que lui a indiquées le professeur pour atteindre les compétences visées. Puisqu il s agit d une activité individuelle, les élèves peuvent réaliser cette démarche d apprentissage selon leur horaire de travail dans les délais disponibles. (environ 45 minutes) En utilisant les documents que leur a remis le professeur (annexes E.1 et E.2), les élèves tentent de résoudre l exercice demandé en détaillant toutes les étapes de la méthode des 3-R. (environ 30 minutes) Après Après la remise de l exercice corrigé et noté, le professeur reproduit la démarche de résolution en classe, en insistant sur les principales difficultés identifiées dans les copies des élèves. Il encourage les élèves à poursuivre l utilisation de la méthode pour en faire un outil efficace. Évaluation et matériel nécessaire SUGGESTIONS D ÉVALUATION L exercice est évalué à partir des critères suivants : Qualité de la présentation générale du document (1 point) ; Remise du travail en format courriel (1 point) ou en format papier (0,5 point) ; MATÉRIEL NÉCESSAIRE Ordinateur avec connexion Internet et projecteur multimédia en classe. ANNEXES Professeur Annexe P.1 : Description des sections d apprentissage à utiliser sur le site Internet Élèves Annexe E.1 : Description de la méthode des 3-R Annexe E.2 : Fiche pour la résolution de problèmes avec la méthode des 3-R Remarque : Les annexes sont incluses en format PDF et Word sur le cédérom qui accompagne ce recueil. Autres suggestions et médiagraphie AUTRES IDÉES À EXPLORER Une stratégie de renforcement intéressante pourrait consister à prévoir différents moments durant la session pour diviser la classe en groupes d environ 4 élèves afin de résoudre des exercices au choix du professeur, en utilisant la méthode des 3-R. Les documents sont corrigés et notés selon un barème à prévoir dans le plan du cours. Pour s assurer que les élèves prennent l habitude de suivre toutes les étapes de la démarche, il pourrait également s avérer utile de leur demander de rédiger les solutions aux questions des devoirs et des examens en s appuyant sur cette méthode. Étapes de la méthode : 1 point/étape. 57

6 MÉDIAGRAPHIE Site Internet : Site d aide et d apprentissage en physique. [En ligne]. Adresse URL : Sections d apprentissage à consulter : Dans le menu principal : Mécanique (NYA). Dans ce sous-menu : - Résolution de problèmes ; - Exercice accompagné ; - Exemples d exercices. BENSON, Harris (1999). Physique mécanique, 2 e édition, Montréal, ERPI. 58