Quelle organisation en 2008

Au lycée
Edgar Quinet
Bourg en
Bresse
L’option P2S
Quelle organisation en 2008-2009?
 Trois heures consécutives par semaine avec un effectif de
15 élèves afin de réaliser des activités pratiques.
 Cette année, les élèves sont encadrés par un professeur
de physique-chimie, un de SVT et un professeur de
mathématiques.
 Évaluation non chiffrée par compétences
Quels objectifs ?
 Développer le raisonnement scientifique des
élèves et découvrir la démarche scientifique.
 Développer l’acquisition des méthodes et des
techniques scientifiques (conception et mise
en œuvre d’expérimentations, utilisation de
l’outil informatique).
 Développer l’aptitude à la publication et à la
communication des travaux réalisés
(affichages, exposés, site internet du lycée)
les thèmes 2008 - 2009
 La vision
 L’astronomie
La vision
A l’issue d’un
brainstorming
les élèves ont
dégagé les
axes de
réflexion
suivants:
oeil
LA
VISION
• défauts
• composition
lumière
couleurs
• nature
• propagation
• un objet a t'il
une couleur?
• daltonisme
La vision: exemple de séries de
séances
 Pour voir il faut de la lumière: Qu’est ce?
Pour répondre à leur question les élèves ont travaillé sur le trajet de la
lumière (réflexion, réfraction) puis ils ont appréhendé la notion de
polychromatisme .
 Pour voir il faut un récepteur: l’œil
 Composition et organisation (dissection)
 Fonctionnement (en tant qu’appareil optique)
 Simulation
 Les défauts optiques
 Pourquoi voit-on en couleur?
 Un objet a t’il une couleur propre ? Les élèves ont réalisé des
expériences avec des objets colorés, et des lumières colorées
puis ont abordé la notion d’ombres colorées.
 Quelles sont les cellules de l’œil mises en jeu?
 Qu’est ce que le daltonisme?
•
Nos yeux nous trompent-ils?
Les illusions optiques (observation, le rôle du cerveau,
modélisation, expérimentation)
En s’appuyant sur un socle commun d’acquis
concernant la vision chez l’Homme, les élèves,
répartis en 4 groupes ont exploré 4 pistes
différentes (un axe de recherche par groupe) afin
de comprendre en quoi l’organisation de l’œil des
animaux répond à leur mode de vie (SVT).
(La recherche se limite à 2 aspects de leur mode vie :
vie diurne ou nocturne, proie ou prédateur)
Parmi les pistes à explorer, l’une s’intitulait :
« Existe-t-il un lien entre forme et taille de la
pupille et le mode vie des animaux ? »
Pour répondre à ce problème, les élèves de ce groupe ont
émis les hypothèses suivantes :
 Les animaux nocturnes auraient une pupille plus
grande (afin de laisser davantage entrer de lumière) et
les animaux diurnes une pupille plus petite (limitant
l’entrée de trop de lumière et donc la destruction des
pigments des photorécepteurs)
 Les proies auraient une pupille plus grande de façon à
avoir un plus grand champ de vision (permettant une
meilleure surveillance de leur environnement) alors
que les prédateurs auraient une pupille plus petite
(concentrant la lumière et permettant ainsi une vision
plus précise)
Se sont alors posées les difficultés de la comparaison
de la taille de la pupille d’animaux dont la taille des
yeux est différente…, de la taille d’une pupille ronde
par rapport à une en fente…, d’obtenir des yeux de
prédateurs dissécables…
Pour résoudre la première difficulté, les élèves ont dû
établir le rapport de la surface de la pupille sur la
surface de l’œil :
- La surface de la pupille a été déterminée par mesure
directement sur l’œil disséqué.
- La surface de l’œil a été déterminée par calcul à partir
du volume de l’œil, lui-même obtenu par mesure de
l’écart de la hauteur d’une colonne d’eau sans puis
avec l’œil disséqué.
 Pour cette étape, les élèves ont nécessairement dû
aller se renseigner auprès du collègue de
mathématiques.
On dispose d’eau et d’un récipient
cylindrique permettant de mesurer des
volumes. Peut-on déterminer les
dimensions de la sphère ?
 Pour la seconde difficulté, là encore les conseils du
professeur de math ont été utiles :
les élèves ont assimilé la pupille en fente à une
intersection de deux disques et ont vu comment calculé
la surface correspondante
On considère la pupille d'extrémités A et B, de centre O.
Les bords de cette pupille sont portés par des cercles de
rayon R. Peut-on déterminer son aire ?
 La troisième difficulté a été surmontée grâce à la pêche :
un élève du groupe a péché:
 deux prédateurs :
le brochet et le sandre
 un «prédateur/proie»:
la perche
(prédateurs+cannibalisme)
 deux proies :
la tanche (jeune: se nourrit de plancton, adulte : omnivore
larves d’insectes, vers de vase, petits crustacés, débris
végétaux) et le carassin (omnivore algues, zooplancton,
larves d’insectes, vers).
Résultats auxquels sont parvenus les élèves :
Rapport surface de la pupille sur surface de l’œil chez :
le brochet : 16%; le sandre : 56%; la perche : 30%; le
carassin : 41%; la tanche : 52%
Interprétation :  Seul le résultat du sandre semble
contredire l’hypothèse 2. Cependant, les élèves ont
rappelé que contrairement au brochet qui est un chasseur
de surface, le sandre vit dans des profondeurs d’environ 4
à 10 mètres, donc dans un milieu beaucoup plus obscur.
Conclusion :
Cette comparaison entre brochet et sandre permet
donc de valider la première hypothèse sans réfuter la
seconde.
L’astronomie
• Histoire de l’astronomie
• Ellipse et excentricité
• L’observation du ciel
Séances sur les
ellipses...
• Définition bifocale
de l’ellipse
• Etude du rapport c/a
• Observation des
« formes » d’ellipses.
Observation du ciel
10
 Représentation du système solaire
(Trajectoire elliptique des planètes,
comparaison des distances au soleil,
comparaison des dimensions)
 Réalisation d’une carte du ciel et utilisation
 Étude de la lunette de Galilée et modélisation
d’une lunette astronomique
Les activités
 Réalisation d’affiches (frise chronologique)
 Présentation d’exposés (vision, histoire de l’astronomie)
 Utilisation de logiciels (geogebra, excel, regressi, de visu,
l’œil 3D).
 Séances de TP (dissection, observation microscopique,
modélisation d’un mirage, lunette astronomique…)
 Visites de lieux de culture scientifique
 Conférences
 Participation à la fête de la science (accueil d’élèves du
primaire, et de publics divers)
Quelques moments forts
 La fête de la science: les élèves ont animé
des ateliers auprès d’élèves du primaire
... Des conférences
 Par un opticien (métiers, utilisation des
lentilles)
 Par un chimiste (à propos des couleurs)
Par un historien
des sciences
(histoire de
l’astronomie)
... Des activités hors
la classe
 Lycée optique de Morez
 Soirée astronomie à
l’observatoire
Joannard
 Au planétarium de
Vaulx en Velin