Équipe Casyopée - Groupe IREM de Rennes 2013-2014

Équipe Casyopée - Groupe IREM de Rennes
2013-2014
Titre de la recherche : Faire évoluer la mise à disposition et l’utilisation des outils
informatiques dans le but d’affiner leur exploitation
Le groupe Casyopée travaille depuis plusieurs années au développement et à l'usage d'un logiciel
pour l’enseignement de l’algèbre et de l’analyse au lycée.
Cette année notre travail a consisté à élaborer des scénarios en classe avec utilisation appropriée des
TICE ne nécessitant pas une salle informatique pendant une heure. Cet apport ponctuel de logiciels
« en continu » et à la demande est possible avec un dispositif comme celui de « classes mobiles1 »
Nous avons cherché à associer un travail en papier/crayon, avec celui d’utilisation d'une calculatrice
ou de Casyopée, privilégiant si possible le travail en groupe avec des tâches précises.
L'équipe Casyopée 2013-2014
Responsable scientifique : Jean Baptiste Lagrange (membre du LDAR - professeur émérite)
Professeurs de lycée de l'académie de Rennes :
Roselyne Halbert (lycée Emile Zola – Rennes)
Christine Le Bihan (lycée Bertrand d'Argentré – Vitré)
Bernard Le Feuvre (lycée René Cassin - Montfort)
Marie Catherine Manëns (lycée Emile Zola – Rennes)
Xavier Meyrier (lycée Maupertuis – St Malo)
Partenariat
LDAR : Laboratoire de Didactique André Revuz ; http://www.lar.univ-paris-diderot.fr/
1 Un classe mobile est souvent constituée de 16 ou 20 PC portables rangés dans un meuble sur roulettes déplaçable et
muni de bornes WiFi.
L'année 2013-2014
Différents scénarios pour une même étude dans trois classes de terminales
Scientifiques
La situation à étudier
L'étude porte sur la tension horizontale dans les câbles supportant le tablier du Golden Gate Bridge
à San Francisco ainsi que sur la modélisation de la courbe décrite par ces câbles.
Les données techniques sont données aux élèves :
Le pont a deux tours qui soutiennent les deux câbles principaux.
Le poids du tablier est : 20 Mega Newton (20.106 N ou 20MN)
Hauteur des piliers au dessus de l'eau : 230 m
Hauteur libre (distance eau-tablier ): 67 m
Distance entre les deux piliers : 1 280 m
Les câbles
Leur poids est négligeable par rapport à celui du tablier.
En chaque point d'un câble, une tension est exercée dans les deux sens : les vecteurs tensions sont
tangents à la courbe ( C ) modélisant le câble.
Actuellement seule l'expérimentation menée au lycée René Cassin de Montfort sur Meu est décrite
sur le site du logiciel http://www.casyopee.eu/ à la rubrique « Situations- Le pont du Golden
Gate ». Les résultats des autres expérimentations réalisées aux lycées Zola de Rennes et Bertrand
d'Argentré à Vitré seront aussi mis sur le site du logiciel.
1. Une brève description des différents scénarios
Lycée René Cassin
Temps n°1 (1h) : découverte de la notion de primitives d'une fonction avec utilisation du calcul
formel de Casyopée.
Temps n°2 (40 minutes) : étude physique en classe entière de la tension dans les câbles.
Temps n°3 (1h) : travail par groupe de deux pour le calcul de la tension horizontale et la
modélisation du câble par une courbe, le logiciel Casyopée étant disponible.
Temps n°4 (35 minutes) : synthèse en classe entière.
Suite à cette première expérimentation, l'activité a été repensée autour de deux axes : tâches
complexes et travail collaboratif. Cela a nécessité l'élaboration de plusieurs fiches, chacune d'entre
elles permettant aux élèves d’appréhender un seul aspect de la situation. Le dispositif de travail
collaboratif permet ensuite d'associer les documents et les études faites pour aboutir à une
modélisation de la situation.
Lycée Zola
Temps n°1(45 minutes) : travail en groupes A, B, C, D, E ; 5 fiches sont distribuées.
Temps n°2 (45 minutes) : mise en commun au sein de nouveaux groupes constitués par un membre
des groupes A, B, C, D, E et rédaction d'un document par le groupe.
Temps n°3 (30 minutes) : reprise en classe entière des principaux points avec utilisation du TNI par
des élèves .
Lycée Bertrand d'Argentré
Temps n°1(55 minutes) : en demi classe, travail en groupes A, B, C ; 3 fiches sont distribuées.
Temps n°2 (30 minutes) : mise en commun au sein de nouveaux groupes constitués par un membre
des groupes A, B, C et rédaction d'un document par le groupe.
Temps n°3 (30 minutes) : reprise en classe entière d'extraits des compte rendus et finalisation par le
professeur avec utilisation de Casyopée au TNI.
Conclusion
Les différentes expérimentations nous permettent de montrer la richesse de cette situation. Partir de
l'étude d'un phénomène physique motive la recherche et permet aux élèves de réinvestir des
connaissances vues en sciences physiques. La modélisation permet d'écrire un résultat général (la
forme des câbles d'un pont suspendu à tablier).
Le travail collaboratif favorise les échanges et la prise de parole des élèves.
La réflexion sur l'utilisation des TICE est au centre de recherche du groupe Casyopée. Même si
l'utilisation et l'évolution du logiciel reste une des priorités pour le groupe, nous continuons à
travailler sur des situations où les élèves ont le choix parmi différents outils (papier/crayon,
calculatrice, logiciels) pour leur recherche.