ESPACE
Le site Physique-Chimie de l’académie de Guyane

Exemple d’usage 1 : Découverte du voltmètre (cycle 4)

Cet article concerne un exemple d’usage proposé par l’académie de Guyane dans le cadre du TraAM Physique-Chimie 2015-2016, Thème 1 « Dans quelle mesure les usages des ressources numériques permettent au professeur de mettre en place un enseignement de la physique chimie dans le cadre de la classe inversée ? »

Professeur expérimentateur
  • Deborah Gadda et Benjamin Renaudier
  • Collège Lise Ophion (REP+)
  • Matoury
Niveau concerné
  • Cycle 4 (Réforme du collège)

Cette activité est flexible dans sa mise en œuvre : il peut s’agir de la découverte de la notion ou d’une remobilisation ultérieure. Pour cet exemple nous présentons cette activité dans le cadre de la découverte du voltmètre en 4ème. C’est ce choix pédagogique qui a orienté la vidéo : les termes utilisés pour le sens de branchement ou le choix du calibre peuvent être repensés pour une utilisation remobilisatrice en fin de cycle.

Place de la séance dans la progression et pré-requis
  • Les élèves savent schématiser et réaliser des montages électriques simples.
  • Les élèves ont découvert la notion de tension (grandeur, unité, signification, utilité).
  • Cette activité de pédagogie inversée se place en amont de l’étude des lois de l’électricité.
  • Les lois peuvent être abordées en classe soit par vérification soit par détermination.

Dans la progression actuellement envisagée le multimètre aura été vu en classe de 5ème pour la mesure d’intensité.

Outils utilisés

Par l’enseignant :

  • Outil de capture vidéo : La vidéo a été enregistrée avec la fonction vidéo d’un reflex (Pentax K-30) sur pied.
  • Capture Audio : Enregistrement de l’audio séparé de la vidéo, avec un microphone "classique".
  • Montage audio (réduction du bruit, amplification dynamique, normalisation, découpe) : Audacity
  • Montage vidéo : Adobe Première Pro. En alternative il est possible d’utiliser l’excellent OpenShot
  • Hébergement vidéo : GoogleDrive
  • Chapitrage de la vidéo : ClipMine

Par les élèves :

  • Navigateur internet
  • ENT. Comme nous n’en avons pas, nous avons utilisé le site du collège.
Le travail à la maison

Objectifs :

  • Découvrir le voltmètre et son utilisation (schéma, branchements, choix du calibre)
  • Caractériser une grandeur électrique (outil de mesure, unité)

Compétences travaillées :

  • S’approprier
    • S’approprier un instrument de mesure
  • Analyser
    • Proposer un protocole expérimental
    • Interpréter une mesure
  • Être autonome, faire preuve d’initiative
    • Gérer son temps et son espace de travail

Le déroulement :

1. L’élève doit regarder le document vidéo à la maison pour découvrir de lui même les notions.


Il découvre successivement :

  • Le multimètre et son utilisation comme voltmètre.
  • Le branchement du voltmètre et le schéma associé.
  • La réalisation d’une mesure.

2. A la fin de la vidéo, l’élève vérifie ses acquis avec le QCM volontairement simple.

Image QCM
Ce QCM papier aura été distribué au préalable. Une version numérique peut être envisagée via un ENT.

Le retour en classe

Objectifs :

  • Réaliser des mesures de tension.
  • Exploiter expérimentalement les lois électriques (vérifier ou retrouver l’expression de la loi).

Le déroulement :

Cette séance est dédiée à l’utilisation du voltmètre au travers d’une application directe afin de vérifier les acquis et remédier aux difficultés, notamment en ce qui concerne la manipulation, le choix du calibre et le vocabulaire.
Remarque : L’utilisation d’un ENT permet de cibler les difficultés des élèves en amont de la séance. Sans accès à un ENT nous avons fait le bilan en début de séance.

1. La séance débute par la correction du QCM. Les élèves sont alors très motivés de partager leurs découvertes.

2. Une application directe de mesure de tension (aux bornes d’une pile par exemple) est proposée.

3. Les élèves sont ensuite invités à vérifier ou retrouver l’expression des différentes lois liées à la tension électrique (additivité et/ou unicité des tensions) à partir d’une situation concrète comme par exemple l’étude d’une guirlande électrique.
Exemples :

  • Vérifier la loi d’additivité des tensions dans un circuit à une seule maille.
  • Mesurer la tension aux bornes des dipôles en série pour retrouver la relation de tension entre les différents dipôles.

Cette séquence dure au total 3h intégrant un bilan réalisé avec les élèves et des exercices d’application.

Pistes pour la différenciation :

Le choix de l’activité sera fait en fonction des acquis et des compétences des élèves :

  • Les élèves en difficultés en mathématiques peuvent ainsi être dirigés vers l’activité de vérification de la loi alors que les élèves ayant acquis les capacités mathématiques nécessaires peuvent découvrir l’expression de la loi étudiée.
  • La différenciation peut également se faire sur le choix de la loi étudiée. Les élèves en difficultés travaillent sur le circuit en série alors que les autres étudient le circuit en dérivation. La mise en commun des résultats se fait ensuite entre élèves :
    • soit avec une présentation en groupe devant la classe.
    • soit avec un partage des résultats entres élèves de groupes différents.
  • La différenciation peut également se faire en réalisant des groupes de niveaux hétérogènes,de manière à ce qu’un tutorat implicite se mette en place. Cette différenciation reste cependant situationnelle (propre à chaque groupe d’élèves) et ne semble pas toujours efficace.
Conditions de mise en œuvre
  • Accès aux ressources pour les élèves
    A défaut d’un ENT ou d’une plate-forme pédagogique, la vidéo peut être hébergée par l’établissement, par une plate-forme d’hébergement en ligne. La vidéo peut aussi être regardée au collège (postes informatique, CDI, …) ou partagée sur clé USB.
    Un document papier résumant la vidéo peut également être produit pour remplacer la vidéo. (Exemple ci-dessous)
  • Présentation du travail en pédagogie inversée aux élèves :
    Le travail doit être donné au moins une semaine à l’avance, et pour que l’accès aux ressources ne soit pas un frein, une « démonstration » doit être réalisée.
    Le professeur doit expliciter l’objectif de ce travail en pédagogie inversée : grâce à un travail abordable et rapide, l’élève sera en mesure d’utiliser le voltmètre à la séance suivante.
    Les attentes de ce travail doivent être explicitées : l’élève doit regarder la vidéo, plusieurs fois si nécessaire, afin de compléter une fiche (évaluation formative de l’activité).

Exemple de fiche alternative à la vidéo :
Image alternative à la vidéo

Retour des élèves

Cette séance a été bien accueillie par les élèves ayant regardé la vidéo. Le format vidéo et l’aspect "novateur" (de leur point de vue) tout particulièrement.
L’aspect rébarbatif de la présentation du voltmètre que nous faisions auparavant a disparu au profit d’un échange entre élèves, et des questions très ciblées de la part des élèves (principalement sur le choix du calibre adapté).
Suivant les classes, le taux de participation a été très variable (soit une grande majorité a préparé son travail, soit à l’inverse un petite minorité. La dynamique de la classe y est sûrement pour quelque chose).
Les élèves ayant préparé leurs devoirs se sont tout de suite sentis très à l’aise avec le voltmètre.
De notre coté, nous avons apprécié que les échanges avec les élèves soient plus construits (questions ciblées, sujet connu, préconceptions développées, volonté d’aller plus loin).

Dernière version : 11 mai 2016

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