Recherche et innovation pour l'enseignement des sciences physiques

Les ressources proposées sur cette page ont pour vocation d'explorer et de promouvoir des pratiques renouvelées dans l'enseignement de la physique-chimie au collège et au lycée. Elles ont été produites par le groupe de recherche et d'innovation pour l'enseignement des sciences physiques (GRIESP).

Mis à jour : septembre 2022

Présentation des thématiques

Le prolongement hors du temps scolaire de la formation expérimentale des élèves

Pour l’année scolaire 2020-2021, le GRIESP aborde la thématique de la prolongation hors du temps scolaire de la formation expérimentale des élèves. Il s'agit de montrer comment il est possible de renforcer les compétences expérimentales des élèves par une articulation entre le temps de formation expérimentale indispensable en classe et une activité, en amont ou en aval, réalisée à distance par les élèves.

Le GRIESP propose des séquences pédagogiques pour le collège, avec un accent mis sur le changement climatique et le développement durable, pour le lycée général et technologique et le lycée professionnel, en lien avec les nouveaux programmes de lycée.

Introduction

Les texte d'introduction présente :

  1. Leviers et points de vigilance d’un enseignement hybride ou à distance, en particulier pour un enseignement expérimental ;
  2. Articulation présentiel/distanciel ;
  3. Accompagnement des élèves lors d’un enseignement hybride ou à distance.

Histoire des sciences

Les travaux du GRIESP de 2019-2020 étudient une notion, une loi à partir d’un contexte historique à même de motiver les élèves, et font de l’histoire de ce concept un outil pour renforcer les apprentissages, en acceptant que le cheminement proposé ne reproduise pas forcément le déroulé historique. C’est aussi l’occasion de discuter la notion de modèle, telle qu’on l’entend en physique-chimie et qui apparaît comme un marqueur fort des nouveaux programmes.

Introduction

Le document présente :

  1. L’histoire des sciences, un outil pédagogique pour l’enseignement de la physique-chimie ;
  2. L’histoire des sciences dans les nouveaux programmes de physique- chimie du lycée ;
  3. Les travaux du GRIESP en lien avec l’histoire des sciences.

L'oral

La mise en place d’une épreuve orale terminale au baccalauréat a conduit le GRIESP à travailler, en 2018-2019 puis en 2019-2020, sur la thématique de l’oral avec deux objectifs, celui de développer les compétences orales des élèves dans le cadre des enseignements de physique-chimie, du collège au lycée, et celui de favoriser les apprentissages en physique-chimie grâce à une pratique plus explicite de l’oral.

Des exemples d'activités orales sont proposées pour préparer plus spécifiquement au Grand oral, en particulier aux premier et deuxième temps de l'épreuve.

Préparation du Grand oral

Le texte d'introduction sur les activités orales pouvant être mises en œuvre au lycée présente :

  1. Des activités orales pouvant être mises en œuvre régulièrement en classe
  2. Un type d’activité pour préparer les élèves à l’argumentation et à l’interaction : le débat
  3. Des présentations orales lors de la réalisation des projets
  4. Des concours scientifiques permettant de développer la communication orale et l’argumentation

Oral et démarche de projet

Le texte d'introduction sur la place de l'oral dans la formation à la démarche de projet en physique-chimie présente :

  1. Projet et démarche de projet
  2. Éléments de méthodologie d’une démarche de projet
  3. Mise en œuvre et conduite de projet
  4. Évaluation du projet et de la démarche
  5. Exemples de projets

L'oral, enjeu d'apprentissage

Le texte d'introduction sur l'oral, enjeu d'apprentissage en physique-chimie et enjeu d'apprentissage en soi présente :

  1. Contexte et enjeux du travail sur l’oral ;
  2. Quelques éléments sur la didactique de l’oral ;
  3. Situations, en classe et hors la classe ;
  4. Exemples d'activités de mises en œuvre avec les élèves.

Mesure et incertitudes

Les ressources élaborées par le GRIESP ont essentiellement pour but de proposer sans dogmatisme excessif une initiation aux enjeux des incertitudes de mesure sans rentrer dans les détails mathématiques qui seront éventuellement développés dans l’enseignement supérieur.
Ces ressources permettent de sensibiliser les élèves, à partir d'exemples simples, démonstratifs et attrayants à la variabilité des valeurs obtenues lors de séries de mesures. Celles-ci, obtenues par exemple dans le cadre d’expériences collectives de classe et dans des contextes disciplinaires authentiques, pourront être exploitées et analysées par les élèves.
La progressivité des apprentissages du cycle 4 à la classe de terminale est mise en avant, permettant la réactivation des connaissances travaillées antérieurement.

Introduction

Les douze activités présentées sont organisées selon un plan thématique articulé autour de questions :

  1. Comment estimer la variabilité d’une grandeur physique par une approche statistique ?
  2. Comment tester une loi ?
  3. Comment évaluer une incertitude-type par une approche autre que statistique ?
  4. Comment évaluer une incertitude-type à l’aide d’un microcontrôleur ?
  5. Comment évaluer les incertitudes-types composées à l’aide d’une simulation numérique ?

Programmer en physique-chimie

Ces ressources préparées en 2017-2018 explorent l'intérêt de la programmation dans l'enseignement de la physique-chimie. Leur objectif n'est pas la formation des élèves à l'informatique, mais l'utilisation de leurs compétences dans ce domaine pour l'acquisition de connaissances et de compétences en physique-chimie. Des fiches synthétiques sur les différents environnements logiciels utilisés présentent leurs intérêts et leurs spécificités, proposent des liens de téléchargement et vers des ressources pour se former. Des fiches thématiques explorent des pistes d'activités accompagnées d'exemples de programmation et déclinées dans différents environnements logiciels.

Introduction

Le texte d'introduction présente :

  • Pourquoi et comment ?
  • Documents et ressources disponibles
  • Environnement informatique

Réussir en mécanique

Cette série de ressources produites en 2016-2017 permet de travailler sur des difficultés identifiées chez les élèves en mécanique du cycle 3 au lycée. Des éléments didactiques y sont proposés, ainsi que des pistes d'évaluations (diagnostiques et formatives), d'activités et de séquences pédagogiques. Des retours d'expérimentations en classe sont également fournis. Chaque problématique est déclinée par cycle ou par niveau de classe.

Introduction

Le texte d'introduction présente :

  • Une présentation de la problématique de l’enseignement de la mécanique des cycles 3 et 4 et au lycée ;
  • Une explicitation des principales conceptions erronées des élèves en mécanique ;
  • Une progressivité dans les apprentissages du cycle 3 aux cycles terminaux des lycées généraux et technologiques, illustrée sur un exemple de conception erronée appelée « adhérence force-vitesse », selon laquelle chaque mouvement implique l’action d’une force dans la direction et le sens du mouvement ;
  • L’utilisation d’un ensemble de pratiques pédagogiques et d’outils didactiques pour favoriser les apprentissages en mécanique et de les illustrer par des activités dont la plupart ont été testées en classe.

Ressources à télécharger

Les ressources produites par le GRIESP peuvent être téléchargées depuis le tableau ci-dessous.

Vous pouvez réduire l'affichage en sélectionnant une thématique, un thème de programme ou bien un niveau d'enseignement. Si vous sélectionnez des valeurs dans plusieurs filtres, seules les ressources correspondant à l'ensemble des critères resteront affichées.

111 résultats

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Thématique Sort descending Thème du programme Niveau d'enseignement

Titre

Description

Lien vers la ressource
Histoire des sciences cycle 4secondepremièreterminale

À lire en premier : Introduction

Histoire des sciences Constitution et transformations de la matière cycle 4

De Lavoisier à nos laboratoires

exploiter/reproduire des expériences historiques - questionner la démarche scientifique

Histoire des sciences Constitution et transformations de la matière première

Histoire de la définition du mètre

la construction des savoirs scientifiques en lien avec des contextes

Histoire des sciences Constitution et transformations de la matière première

Des travaux de Pierre Bouguer à la loi de Beer-Lambert

exploiter/reproduire des expériences historiques - questionner la démarche scientifique

Histoire des sciences Constitution et transformations de la matière secondepremière

Du phlogistique de Stahl au principe oxygine de Lavoisier

exploiter/reproduire des expériences historiques - organiser des connaissances en dépassant les conceptions initiales - questionner la démarche scientifique - comprendre la construction d’un modèle et la mise en évidence de ses limites

Histoire des sciences Constitution et transformations de la matière terminale

Les atouts de l’électricité : La pile à hydrogène

la construction des savoirs scientifiques en lien avec des contextes

Histoire des sciences Mouvement et interactions premièreterminale

La loi de Mariotte dans l’histoire des Sciences

exploiter/reproduire des expériences historiques - questionner la démarche scientifique - comprendre la construction d’un modèle et la mise en évidence de ses limites

Histoire des sciences Ondes et signaux cycle 4

La vision et le rayon lumineux : Alhazen

questionner la démarche scientifique

Histoire des sciences Ondes et signaux seconde

Dispersion de la lumière blanche par un prisme

exploiter/reproduire des expériences historiques - organiser des connaissances en dépassant les conceptions initiales

L'oral, enjeu d'apprentissage cycle 3cycle 4secondepremièreterminale

À lire en premier : Introduction

L'oral, enjeu d'apprentissage en physique-chimie et enjeu d'apprentissage en soi

Sites des Écoles normales supérieures

Consulter les ressources proposées par les sites Culture Sciences Physique et Culture Sciences Chimie, des sites pour la formation des enseignants issus d'un partenariat entre la Dgesco, l'ENS de Lyon et l'ENS - PSL.