PLAN DE COURS Activité d intégration en physique 203 FZZ 03 Groupe 0001 Pondération du cours : 1-2-3 Programme Sciences de la nature Maxime Verreault Enseignant : Courriel : maxime.verreault@cegep-ste-foy.qc.ca Local : C-260 Site Internet : http://www.cegep-ste-foy.qc.ca/profs/maverreault Téléphone : 418-659-6600 ext : 6167 Département de physique Session A-2014
L activité d intégration dans le programme L activité d intégration se déroule normalement à la fin de vos études collégiales dans le cadre du programme Sciences de la nature. Pour être admis à l'activité d intégration, l étudiant doit avoir réussi un cours de biologie, deux cours de chimie, deux cours de mathématiques et deux cours de physique. Cette activité a été conçue conjointement par les quatre départements de sciences du collège (biologie, chimie, mathématique et physique) afin de compléter l'intégration des connaissances et des habiletés acquises au terme du programme Sciences de la nature. Les étudiants auront à réaliser un projet de recherche au cours de la session et celui-ci sera effectué 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 devront aussi établir des liens entre les différentes disciplines scientifiques et prendre conscience de leur interdépendance. Enfin, des considérations technologiques, historiques, épistémologiques 1 et éthiques devront aussi faire partie de cette activité. Cette activité est intimement liée à l'épreuve synthèse dans la mesure où sa réussite équivaut à la réussite de l'épreuve synthèse de programme. Cette réussite permet d attester que les étudiantes et les étudiants sont aptes à poursuivre des études universitaires. Dans son rapport de février 2001, la Commission d'évaluation de l'enseignement collégial (CEEC) rappelait que la réussite de l'épreuve synthèse constitue une des conditions d'obtention du diplôme d'études collégiales. Elle soulignait également que l'épreuve synthèse doit représenter un point culminant dans la formation de l'étudiant en ce qu'elle permet de porter un jugement global sur l'atteinte des objectifs du programme, autant ceux relevant de la formation spécifique que ceux de la formation générale propre au programme. Il revient à chacun des collèges de développer des épreuves dont la réussite permettra d'attester que les étudiants ont atteint les objectifs du programme. BUT ET OBJECTIFS DE L ACTIVITÉ D INTÉGRATION L activité d intégration vise à favoriser et mesurer l intégration par l élève des connaissances et des habiletés acquises au cours de son cheminement en sciences. Comme objectifs généraux, l activité d intégration permet à l élève : D appliquer, d intégrer et de parfaire les connaissances et habiletés acquises dans le programme des sciences de la nature. De se familiariser avec la méthodologie propre à la physique par le biais d un travail de recherche ou d une étude pluridisciplinaire. D acquérir l expérience du travail en équipe et d en découvrir les avantages et inconvénients. D apprendre à travailler d une façon systématique tout au long de la réalisation d un travail de recherche ou d une étude pluridisciplinaire. De prendre conscience de l importance d au moins une des dimensions suivantes : éthique (science de la morale ou art de diriger la conduite), histoire des sciences, épistémologie (étude critique des sciences, destinée à déterminer leur origine logique, leur valeur et leur portée) et technologique. Comme objectifs spécifiques, l élève doit : Coopérer au travail de recherche ou à l étude, conformément au partage des responsabilités déterminé au sein de l équipe. Suivre une méthode conforme à celle de tout travail scientifique. 1 Épistémologie : Branche de la philosophie qui fait une étude critique des sciences, ayant pour objet de déterminer leur origine logique, leur valeur et leur portée. (Antidote HD)
Intégrer à son travail des éléments de connaissance (environ 25 %) provenant d une autre discipline scientifique que la physique (chimie, biologie ou mathématiques). Utiliser les technologies de traitement et d échange de l information (courriel, outil de recherche web, blogue, twitter, logiciels tableurs et de présentation, etc.) Communiquer de façon claire et précise les résultats de ses travaux dans un document écrit (développement du sujet entre 35 et 40 pages de texte à un interligne et demi, en caractère Times 12 points pour le texte et le caractère Symbol pour les équations ou éditeur approprié) et lors d un exposé oral. L équipe doit remettre à l enseignant une version électronique de son travail ainsi qu une version imprimée. La copie corrigée du travail écrit sera conservée par l enseignant responsable. L étudiant pourra prendre connaissance des corrections lors d une rencontre avec celui-ci. DESCRIPTION DE L ACTIVITÉ D INTÉGRATION EN PHYSIQUE L activité d intégration en physique est un cours dans lequel l élève est appelé à réaliser en équipe, une recherche en physique. Pour mener à bien ce projet, l élève sera guidé par le professeur qui pourra lui fournir les balises théoriques et méthodologiques pertinentes. Cependant, on mise énormément sur l autonomie de l élève qui devra dès le début se prendre en charge et démontrer par son savoir-être qu il est suffisamment compétent pour faire face aux études universitaires. Des thèmes seront proposés par le professeur, mais l élève pourra proposer de travailler sur un autre sujet pertinent s il satisfait aux exigences du cours et qu on obtient l approbation. L activité d intégration fournira donc à l élève l occasion privilégiée d établir des liens entre certaines connaissances théoriques et certains savoir-faire méthodologiques acquis durant ses études en sciences tout en privilégiant la méthode scientifique. PRÉALABLES Pour participer à l activité d intégration, l étudiant doit avoir réussi le cours de mécanique (203-NYA-05) et l un des deux autres cours de physique, électricité et magnétisme ou ondes et physique moderne (203-NYB-05, 203-NYC-05). COMPÉTENCE, OBJECTIFS ET STANDARDS 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; 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; 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 laboratoire; Contribution significative au travail d équipe; Liens pertinents entre la science, la technologie et l évolution de la société. MÉTHODES PÉDAGOGIQUES Rôle et responsabilités de l enseignant Faire une remise à jour des savoir-faire méthodologiques de l élève. Encadrer sa démarche de recherche (théorique et méthodologique). Rencontrer les élèves périodiquement, afin d établir un suivi de leur recherche. Fournir des pistes ou des orientations en réponse aux questions soulevées. Donner une évaluation formative alors que la recherche progresse. Amener l élève à réfléchir sur sa réalisation et certains acquis antérieurs. Rôle et responsabilités de l élève Présence à chacune des heures prévues pour cette activité. Dossier hebdomadaire remis chaque vendredi pour assurer le suivi. Questionnement sur les points qui posent un problème. Implication personnelle hebdomadaire en participant activement aux discussions qui se déroulent en classe avec parfois compte rendu écrit et/ou verbal. Dossier documentaire chronologique sur son sujet de recherche : copies d extraits de textes de manuels de base ou de volumes de référence copies d articles de revues scientifiques références bibliographiques références de sites Internet. Plan de travail provisoire puis définitif tenant compte des remarques du professeur Partage équitable de la charge de travail entre les membres de l équipe. Rapport écrit de sa recherche conforme aux normes et précédant l exposé oral. Résumé synthèse sous la forme d un «abstract» remis aux élèves et aux examinateurs. Exposé oral nécessitant la participation individuelle de chaque membre de l équipe. Évaluation mutuelles des exposés oraux pour participer à l évaluation des présentations. À titre indicatif, le nombre d heures consacrées aux activités nécessaires à la production du rapport écrit, pour les 12 premières semaines (12X6), pourrait être le suivant : 8 h de recherche documentaire --12 h de recherche sur Internet 10 h de lectures de documents --10 h de discussion de groupe 14 h de traitement d information --14 h de rédaction (préliminaire et définitive) 4 h autre (entrevue, visite extérieure, etc.) MODALITÉS D ÉVALUATION A) Évaluation formative Cette forme d évaluation consiste surtout à fournir une rétroaction en rapport avec les démarches effectuées et les productions qui conduisent à la rédaction du rapport écrit, à la présentation orale et à l examen final sur la thématique choisie. Ces rétroactions, dont la fonction essentielle est la régulation des apprentissages, auront lieu lors des rencontres hebdomadaires entre le professeur et les membres de l équipe par la supervision du
travail. L évaluation par les pairs qui portera sur la qualité et la quantité du travail réalisé par chaque membre de l équipe sera également prise en compte selon les modalités qui vous seront transmises. En cette fin de session collégiale qui vous mènera vers les études universitaires, nul doute que vous ne nécessiterez pas trop d encadrement pour satisfaire aux différentes exigences du cours (mini devoirs, productions électroniques diverses, actualités scientifiques, etc.). Pour mes disponibilités, il suffit de me contacter en tout temps par courriel ou se présenter lors de mes disponibilités annoncées. B) Évaluation sommative Rapport écrit 45 % (1 décembre) Pondéré par l évaluation mutuelle entre coéquipiers Présentations orales 25 % (1-8 décembre) 5 % pendant la session + 20 % en présentation finale Examen synthèse 15 % (15 décembre) Abstract 5 % (17 novembre) Note collective Journal 5 % Note collective Poster 5 % (10 novembre) Note collective Pour satisfaire aux balises du comité de cours FZZ et selon l article 6.1.13 de la PÉA (politique d évaluation des apprentissages), la note de passage du cours est de 60%. Évaluation par le professeur Évaluation de chaque élève à la fin du semestre en tenant compte non seulement de sa note d examen synthèse et de sa prestation orale lors de l exposé final, mais aussi de son implication personnelle tout au long de la session se reflétant dans la rédaction du rapport écrit pouvant être pondérée par les rétroactions d équipe témoignant de sa contribution effective. Évaluation par l équipe Évaluations du rendement et de la collaboration de chaque membre qui seront effectuées à deux moments et qui pourraient affecter la note attribuée par le professeur pour le travail écrit. Je tiendrai donc compte du travail et de la participation véritable de chacun des membres de l équipe telle que reconnue par l évaluation (anonyme) soumise par chaque membre de l équipe et ayant comme conséquence possible de réduire d un certain pourcentage la note collective du rapport écrit reçue par l étudiant. Abstract Un document d une seule page sera remis comme résumé synthèse de la recherche. On y retrouvera un certain nombre d items parmi les suivants : une équation, un schéma, une image, un tableau de valeurs, un graphique ainsi que le titre et le nom des membres de l équipe. Poster Un poster destiné à un affichage public au cégep sera confectionné, sur une feuille 11x17. On y retrouvera différents éléments résumés/vulgarisés destinés à un lecteur «grand public». L aspect visuel et la simplicité du contenu sont importants. Examen final synthèse Tous les élèves seront soumis à une épreuve d évaluation individuelle qui durera 2 périodes et qui se tiendra la 15 e semaine. Il portera sur la problématique du travail de recherche et pourra vérifier la compréhension de tous les aspects abordés dans cette recherche depuis le début de la session. On prendra bonne note des remarques spécifiques de l enseignant adressées à l ensemble de la classe ou à une équipe individuelle qui exigeront parfois des compléments de compréhension plus pointus ou des retours sur vos cours antérieurs. Pour cet examen, si une calculatrice est requise, elle doit posséder un autocollant de certification pour les modèles autorisés. Politique d évaluation des apprentissages La Politique d évaluation des apprentissages (PEA) du collège prévoit des normes et des règles qui sont précisées par les modalités départementales. Pour les cours au département de physique les modalités suivantes s'appliquent :
Évaluation du français Un effort particulier devra être accompli pour maintenir une qualité maximale lors de toute production orale ou écrite faisant l objet de visibilité (dossier d équipe, présentation PowerPoint, abstract, poster). Lorsque le contexte de réalisation permet à l étudiant le recours aux outils de référence linguistique, la pénalité pour les erreurs de langue est de 20 % au maximum. Présence au cours et évaluations La présence aux cours, aux séances de laboratoire ou autres activités d apprentissage ainsi qu aux activités d évaluation est une condition essentielle de la réussite. L étudiant qui s absente au-delà d une proportion d heures de 15 % d un cours est passible d un échec. Une absence à une épreuve sommative pour cause majeure doit être signalée (courriel ou MIO avec motifs et preuve éventuelle pouvant être exigée) avant ou dans les 24 heures qui suivent sa tenue. Passé ce délai, on s expose à une note nulle. Révision de note en cours de session L étudiant désireux d obtenir une révision de note à une activité d évaluation sommative en cours de session en fait d abord la demande directement à l enseignant concerné dans la semaine qui suit la réception de sa note. Il appartient à l enseignant de maintenir ou de modifier la note et ce dernier communique sa décision à l étudiant au plus tard une semaine après la date de la demande. Révision de la note finale L étudiant désireux d obtenir la révision de la note finale à un cours s adresse d abord au professeur concerné. À défaut de pouvoir le faire ou s il s estime toujours lésé après l avoir fait, l étudiant doit, au plus tard à la date limite fixée au calendrier pour une telle demande, déposer à la Direction des études une demande de révision de note. Au plus tard une semaine après la réception de la demande par le coordonnateur du département, le comité de révision de note transmet sa décision à la Direction des études qui en saisit l étudiant par écrit. Fraude et plagiat En cas de plagiat, de coopération à un plagiat ou de fraude lors d un examen ou d un travail, l étudiant obtient la note «0» pour cet examen ou ce travail, sans exclure la possibilité d autres sanctions compte tenu de la gravité de la faute. Tout acte de plagiat et de fraude sera sanctionné. Constitue notamment un plagiat ou une fraude tout acte de copier ou de fournir ou recevoir volontairement de l information lors d un examen, de reproduire en tout ou en partie le travail d une autre personne, qu il s agisse d un document imprimé, audiovisuel ou électronique, sans y faire expressément référence, de remplacer un étudiant ou de se faire remplacer lors d un examen ou d un travail faisant l objet d une évaluation, d obtenir, posséder ou utiliser frauduleusement des questions ou réponses d examen, de falsifier les résultats de travaux ou d examens. 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. EXEMPLES DE SUJETS DE RECHERCHE Ne pas oublier que votre choix sera suivi d un énoncé de problématique nécessitant une prise de position initiale. Matières connexes : C (chimie) M (mathématiques) B (biologie) 1. Hydrodynamique et ses applications (M) 2. Aérodynamique et ses applications (M,B)) 3. Centrales hydroélectriques et environnement (B) 4. Centrales nucléaires et environnement (M,B) 5. Instrumentation scientifique et les principes physiques (C, B) 6. L automobile électrique (C, B) 7. La fibre optique et ses applications (C, B) 8. La radiation et ses effets biologiques (B) 9. Le laser : principes et applications (M,B) 10. Microscope électronique et ses applications (C, B) 11. Phénomènes électromagnétiques et organismes vivants (M,B) 12. Mise en orbite et navigation spatiale (M, B) 13. Semi-conducteurs et applications (C) 14. Utilisation des rayonnements et imagerie en médecine (M,B) 15. La physique et la musique (M) 16. Spectromètre de masse et applications (M,C) 17. Symétries en physique (M) 18. Utilisation des rayonnements en imagerie médicale (B) 19. Maglev et train à lévitation magnétique (M) 20. Résistance des matériaux et ses applications (C) 21. La physique sportive (cinématique, dynamique et énergétique) (B) 22. Les énergies renouvelables (C) 23. Les accélérateurs de particules (M,B) 24. La physique et la bicyclette 25. Le transport de l électricité (C,M) 26. La physique et le monde médical (C,B, M) Tout sujet relié directement ou indirectement à la discipline maîtresse qu est la physique et comme discipline connexe au moins 25 % de chimie, biologie ou mathématique. Approbation requise.
BIBLIOGRAPHIE THÉMATIQUE CONCERNANT LA MÉTHODOLOGIE LÉTOURNEAU, Jocelyn, (2006), Le Coffre à outils du chercheur débutant, Montréal, Boréal, 2006, 264 p. 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., Comprendre et communiquer la science, Les Presses de l Université Laval, (1994) DIONNE, Bernard, et al. Pour réussir; Guide méthodologique pour les études et la recherche; Sciences de la nature, Éditions Études Vivantes., 1998, 290 pages CÉGEP DE SAINTE-FOY, Normes de présentation matérielle des travaux écrits, Sainte-Foy, 5 e édition, 1999, 26 pages. BERNIER, Benoît, Guide de présentation d un travail de recherche, Montréal, Presses de l Université du Québec, 1973, 55 pages. BÉRUBÉ, Pierre, Méthodologie du travail intellectuel au CÉGEP, Québec, Les Éditions Alexandre, (Collection «Méthodologies»), 1990, 107 pages. BLACKBURN, Marc et autres, Comment rédiger un rapport de recherche, Montréal, Centre de psychologie et de pédagogie, 1968, 72 pages. CONCERNANT LA PHYSIQUE AUGER, André et OUELLET, Carol, Vibrations, ondes, optique et physique moderne, Québec, 1998, Éditions du Griffon d argile, 344 pages. AUGER, André, Mécanique, Québec, 1986, Éditions Le Griffon d argile, 489 pages. BENSON, Harris, Électricité et magnétisme, Physique II, Montréal, 1993, Éditions du renouveau pédagogique, 293 pages. BENSON, Harris, Mécanique, Physique I, Montréal, 1993, Éditions du renouveau pédagogique, 430 pages. BENSON, Harris, Ondes, optique et physique moderne, Physique III, Montréal, 1993, Éditions du renouveau pédagogique, 318 pages. BOISCLAIR, Gilles et PAGÉ, Jocelyne, Guide des sciences expérimentales, Montréal, 2 e édition, 1998, Éditions du renouveau pédagogique, 199 pages. CÔTÉ, Maurice et OUELLET, Carol, Électricité et magnétisme, Québec, 1994, Éditions Le Griffon d argile, 406 pages. SÉGUIN, Marc, et BRUNET, B., Astronomie et Astrophysique, Éditions du Renouveau Pédagogique. 1995. SERWAY, Raymond A., Électricité et magnétisme, Physique II, Montréal, 3 e édition, 1992, Éditions Études vivantes, 481 pages. SERWAY, Raymond A., Optique et physique moderne, Physique III, Montréal, 3 e édition, 1992, Éditions Études vivantes, 760 pages. SERWAY, Raymond. A., Mécanique, Physique I, Montréal, Éditions Études vivantes, 3 e édition, 1992, 581 pages. 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 : Repère
CALENDRIER D ACTIVITÉS PROJETÉ # Date (lundi) Activités pédagogiques au local L-110 (lundi 13 à 16 h) 1 25 août Présentation de l activité d intégration et du plan de cours Activités d échanges en vue de la formation des équipes 2 1 septembre Fête du travail (rencontre annulée) 3 8 septembre Finalisation des équipes, détermination du nom et partage des tâches. Planifications, mise en place du journal et des rôles Détermination du sujet de recherche 4 15 septembre Adoption finale du sujet, élaboration d un plan de travail, début de la recherche 5 22 septembre Première remise du journal d équipe Micro-formation : l exposé oral Confection du plan de travail et échéancier, Position de l équipe face à la problématique. 6 29 septembre Actualités disciplinaires (micro-exposés) Poursuite du travail. Présentation des notions et lois selon les disciplines 7 6 octobre Actualités disciplinaires (micro-exposés) Micro-formation : La maîtrise du français, oral/écrit. Poursuite de la recherche en équipe, utilisation des médias électroniques. Élaboration individuelle de la première diapositive électronique. 13 octobre Relâche, journées de lecture, poursuite de la recherche 8 20 octobre Actualités disciplinaires (micro-exposés) Micro-formation : La vulgarisation en sciences. Début du travail sur le poster Planification de rédaction et du rythme de travail. 9 27octobre Actualités disciplinaires (micro-exposés) Première partie des co-évaluations. Micro-formation : L utilisation des outils informatiques dans la rédaction Début du travail sur l abstract. (début des rédactions individuelles) 10 3 novembre Actualités disciplinaires (micro-exposés) (Rapport d étape verbal sur l état de la recherche en cours, poursuite de la rédaction) 11 10 novembre Remise du poster (Poursuite de la rédaction) 12 17 novembre Remise de l abstract (Poursuite de la rédaction) 13 24 novembre (Finalisation de la rédaction / planification exposé d équipe) 14 1 décembre Dernière remise du journal d équipe Remise du rapport écrit Début des présentations orales en équipe (+ remise du powerpoint) 15 8 décembre Fin des présentations orales en équipe (+ remise du powerpoint) 16 15 décembre Examen (2h) Seconde partie des co-évaluations