thème l`univers - Editions Hatier

THÈME L ’ UNIVERS
Résolution de problème scientifique
Chapitre 16
Analyse de la lumière des étoiles
Problème : α-Pegasi
Compétence mobilisée : Interpréter le spectre de la lumière émise par une
étoile : température de surface et entités chimiques
présentes dans son atmosphère
L’Univers - Résolution de problème scientifique
© Hélium 2de 2014, Editions Hatier
Données de l’exercice 21
L’Univers - Résolution de problème scientifique
© Hélium 2de 2014, Editions Hatier
La résolution de problème scientifique
→ En quoi consiste-t-elle ?
Il s’agit d’une activité au cours de laquelle vous construisez et mettez en œuvre un
raisonnement argumenté pour répondre à une problématique scientifique.
Dans l’énoncé, généralement :
- les étapes de la résolution ne sont pas données,
- la formulation du problème rend impossible une résolution « mécanique » par
l’application directe d’une formule par exemple,
- les données utiles ne sont pas apportées de manière évidente ; il peut y avoir des
données manquantes qu’il s’agira de trouver par mobilisation de vos connaissances
et l’exploitation de documents, par exemple.
Pour répondre à la question posée, le principal est d’être organisé, structuré, précis dans la
présentation du raisonnement.
→ Comment l’aborder ?
S’approprier le problème
−
−
−
APP
Lire la consigne ou la question posée
La reformuler (« Que me demande-t-on ? ») pour s’assurer de sa bonne
compréhension
Prendre connaissances des documents :
lire attentivement l’intégralité des documents (y compris le titre)
Suivant les documents :
 écrire au brouillon l’idée principale de chaque document lu
 surligner les données, attribuer une notation à chaque valeur
numérique, les noter sans oublier l’unité
 noter les grandeurs, échelles et unités présentes sur un
graphique, décrire l’évolution des grandeurs
 Elaborer une stratégie de résolution
−
−
Repérer dans les documents lus les informations qui aideront à la résolution
Mobiliser ses connaissances en lien avec la consigne ou la question posée
 Mettre en œuvre la résolution
APP ANA
REA
− Indiquer la (les) relation(s), la (les) définition(s), ou la (les) loi(s) mobilisée(s)
Suivant la consigne ou la question posée :
−
−
−
Etablir l’ (les) expression(s) littérale(s) de la (des) grandeur(s)
recherchée(s)
comparer les unités à celles du Système international et faire, si
nécessaire, les conversions
effectuer la (les) application(s) numérique(s) et écrire le (les) résultat(s)
sans oublier l’unité
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 Rédiger une réponse argumentée
−
−
−
−
COM
Présenter la problématique en la reformulant
Faire des phrases courtes et précises annonçant les étapes du
raisonnement : énoncé des lois, formules, définitions …
Indiquer toujours les expressions littérales avant les calculs numériques
Rédiger une phrase complète répondant à la question posée
 Faire preuve d’esprit critique
−
−
−
VAL
Vérifier que la réponse donnée correspond bien à la question
Vérifier l’homogénéité du résultat et sa vraisemblance
Ne pas hésiter à critiquer le résultat obtenu selon la situation
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Aides à la résolution
Exercice 24 : α-Pegasi
Coup de pouce 1.
A quoi correspondent les raies noires présentes sur le spectre de la lumière émise α
par Pégasi ?
Coup de pouce 2.
Mesurer l’abscisse x de chaque raie noire.
Coup de pouce 3.
Utiliser la courbe d’étalonnage pour calculer les valeurs des longueurs d’onde
λ
des éléments présents dans la chromosphère d’ α-Pegasi.
1,
λ2, λ3, λ4
Coup de pouce 4.
A quels éléments chimiques ces raies appartiennent-elles ?
Coup de pouce 5.
Quel est le lien entre la couleur d’une étoile et sa température ?
Coup de pouce 6.
Quelle est la couleur de l’étoile α-Pegasi ?
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Grille d’évaluation du travail écrit de l’élève
COMPETENCES
S’APPROPRIER
APP
Capacités attendues
Reformuler, dégager la
problématique
Mobiliser ses
connaissances
Extraire des informations
ANALYSER
ANA
Proposer une stratégie
de résolution de
problème
Indicateurs permettant
d’attribuer le niveau A
L’élève doit être capable de
déterminer la couleur de l’étoile
α-Pegasi et d’identifier les
éléments présents dans son
atmosphère
L’élève doit savoir que :
- la couleur d’une étoile est
liée à sa température de
surface ;
- les éléments présents
dans son atmosphère
absorbent certaines
radiations qui
correspondent aux raies
noires dans le spectre de
l’étoile.
- La température T de surface est
donnée dans le corps de
l’exercice.
- Les abscisses x des longueurs
d’onde des raies noires sont
mesurées sur le doc.1.
- Le doc 2 fournit la courbe
d’étalonnage ainsi que son
équation pour faire le lien entre
longueur d’onde et abscisse des
raies noires.
Les étapes de résolution sont
clairement exposées :
- Détermination de la
couleur de l’étoile à partir
du doc.3
- Mesure des abscisses des
raies noires présentes sur
le spectre du doc 1.
- Détermination des
longueurs d’onde des
raies noires à partir du
doc.2
- Identification des
éléments présents dans
l’atmosphère de l’étoile à
partir des données de
l’exercice 21.
- Conclusion
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NIVEAUX DE
MAITRISE
A B C D
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Exploiter des
informations sur des
supports variés.
REALISER
REA
Effectuer des mesures
Utiliser un graphique ou
une équation
VALIDER
VAL
Interpréter des mesures
COMMUNIQUER Rendre compte à l’écrit
en utilisant un
COM
vocabulaire scientifique
adapté
L’élève doit être capable
d’exploiter un graphique (soit par
lecture graphique, soit à partir de
l’équation de la courbe
d’étalonnage).
Les mesures des abscisses de
chaque raie noire présente sur le
spectre de l’étoile sont réalisées
correctement.
Les longueurs d’onde
correspondantes aux abscisses
mesurées sont déterminées, de
manière cohérente, soit par
lecture graphique, soit par
utilisation de l’équation.
La couleur de l’étoile et les
éléments présents dans son
atmosphère sont correctement
identifiés.
Un vocabulaire scientifique
correct est utilisé.
Attribution d’un niveau de maîtrise pour chaque compétence :
- niveau A : les indicateurs choisis apparaissent pratiquement dans leur totalité
- niveau B : les indicateurs choisis apparaissent partiellement
- niveau C : les indicateurs choisis apparaissent de manière insuffisante
- niveau D : les indicateurs choisis ne sont pas présents
Attribution d’une note :
- majorité de A : note entre 4 ou 5 (majorité de A et aucun C ou D : 5)
- majorité de B : note entre 2 et 4 (uniquement des B : 3)
- majorité de C : entre 1 et 3 (uniquement des C : 2)
- majorité de D : entre 0 et 2 (uniquement des D : 0 ; dès qu’il y a d’autres niveaux que
le D : 1 ou 2)
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