DJ Miel - Phychim

Démarche d’investigation en classe de seconde (option MPI)
Introduction à l'utilisation de l’oscilloscope
(une séance de 3 heures)
Cette activité de MPI correspond à une introduction à l'utilisation de l'oscilloscope. Les élèves
ont déjà réalisé des révisions de leurs acquis d'électricité du collège.
Ils doivent ici trouver des informations sur le fonctionnement d'un tube fluorescent, sur la
vision des abeilles et réaliser un simple montage électrique permettant d'observer la variation
de luminosité d'un tube fluorescent que l'on trouve dans de nombreuses salles
d'établissements. Pour cela ils devront utiliser l'oscilloscope et visualiser la tension aux bornes
d'une photorésistance (en série avec une résistance) en fonction du temps.
Cette séance laisse une large part à l'autonomie des élèves, ils peuvent se sentir déconcertés
lors des premières minutes. Il ne faut pas alors céder à l'envie de leur apporter de l'aide,
l'activité serait alors dénaturée et ne correspondrait plus à l'objectif fixé.
Les compétences à atteindre sont déclinées ci-dessous; elles sont spécifiques à l'enseignement
de MPI (en italique) ou correspondent à des savoirs ou savoir-faire du programme de
Physique –Chimie de Seconde.
Pré requis du programme de MPI : Savoir réaliser un montage électrique en série,
connaître la notion de tension
Compétences à atteindre :
Compétences disciplinaires : « Utilisation de l'oscilloscope : mesures de tension, mesure de
périodes et de fréquences » ; « Utilisation de capteurs en relation avec les mesures ou
dispositifs mis en œuvre dans les différentes disciplines : physique, chimie, science de la vie et
de la Terre, technologie »
Compétences expérimentales : Utiliser un oscilloscope, mesurer une période et en déduire
une fréquence, faire le schéma d'une expérience
Compétences transversales liées à la langue française: imaginer et décrire une expérience,
utiliser un vocabulaire scientifique, rédiger une argumentation
Durée : 3h
Etapes de la
démarche
Présentation du
problème
Situation
déclenchante
Questionnement
Elaboration
d’hypothèses
Séance
Modalités
(formes et durées prévues)
Début du cours
Magistral (10min)
Scénario pédagogique
Activités des élèves
Rôle du professeur
Le professeur projette le diaporama
présentant DJ Miel et son problème.
Le professeur projette la diapositive
présentant le matériel à disposition et
répond aux inquiétudes, insiste sur les
consignes.
Par groupes de deux (environ Les élèves doivent chercher des
20 min suivant les groupes)
informations sur la vision des abeilles
http://www.beekeeping.com/abeille-defrance/articles/visions_abeilles.htm d'une
part et sur le fonctionnement d'un tube
fluorescent
http://www.esjlille.fr/atelier/magan2/comptoir/neon/
Ou encore utiliser le dossier relatif à
l’aspiration des sites
Interactif (10 min)
Le professeur interroge certains groupes
d'élèves sur leurs résultats.
Ils doivent trouver que :
–
Un tube fluorescent émet des flashs
de manière régulière ;
–
Les abeilles peuvent distinguer plus
d'une centaine de phénomènes par
seconde.
L'ensemble de la classe doit aboutir à la
question : « Combien de flashs émet un
tube fluorescent en 1 s ? »
Elaboration d’un Par groupe de deux (45 min) Le professeur laisse les élèves se servir
moyen de répondre
au fur et à mesure du matériel dont ils ont
(protocole
besoin.
expérimental)
Les élèves doivent découvrir que
l'oscilloscope est un appareil permettant
de visualiser l'évolution d'une tension au
cours au temps.
Ils
doivent
découvrir
qu'une
photorésistance est un capteur de lumière
dont la résistance varie en fonction de
l'éclairement.
Investigation
Par groupe de deux (1 h)
Les élèves doivent réaliser un circuit
Expérimentale
électrique permettant de visualiser à
l'oscilloscope la tension aux bornes de la
photorésistance (en série avec une autre
résistance).
Ils doivent visualiser les flashs et calculer
qu'il s'en déroule de l'ordre de 1001 par
seconde.
Le professeur aide les élèves dans leur
démarche mais ne donne pas plus
d'informations.
Mise en commun Classe entière (15 min)
Les résultats de chaque groupe sont
présentés au reste de la classe par un ou
plusieurs
membres
du
groupe
(présentation orale, les élèves se
déplacent sur les différents montages)
Institutionnalisation Chacun aidé de son binôme (20 Un compte-rendu personnel est produit
, acquisition,
min)
par chaque élève en utilisant la fiche
structuration des
"Comment rédiger un compte-rendu ?"
connaissances.
Le compte-rendu doit contenir le
message à envoyer à DJ Miel pour sauver
la miel partie.
Matériel nécessaire :
– Une salle ayant des tubes fluorescents comme éclairage
1 Les tubes fluorescents s'allument et s'éteignent 100 fois par seconde. Ce cycle correspond à la fréquence de
50 Hz du courant alternatif. Pour plus d'explications voir par exemple :
http://www.cepv.ch/annuaire/profs/fumey/neon.htm
–
–
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–
–
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Un accès à Internet (sinon prévoir d'aspirer par avance les sites utilisés)
Un vidéoprojecteur
Oscilloscope analogique + mode d’emploi + fiches BNC
Multimètre + mode d’emploi (éventuellement)
Photorésistance + documentation (éventuellement)
Fils
Résistances 100 , 1 k
Plaque de connexions P60 (éventuellement)
Matériel non nécessaire (pour stimuler la réflexion des élèves) :
–
–
–
–
–
–
–
Pile 4,5 V
Pinces crocodiles
Générateur variable
Interrupteur
Ampoule
Etc...