TraAM : Évaluation d’un protocole collaboratif de capacimétrie avec l’ENT

Article publié le 1er juin 2025

Ce projet illustre un exemple d’usage proposé par l’académie de Guyane, s’inscrivant dans le projet national TraAM (Travaux Académiques Mutualisés) 2024-2025 dont la thématique est :

"L’utilisation du numérique pour l’évaluation en physique-chimie"

Professeurs expérimentateurs

• Marylou Fagherazzi (création de contenus et expérimentation)– Lycée LG Damas (Guyane)
• Sophie THORAL (création de contenus) – Lycée LG Damas (Guyane)

Niveau – Thème

• Niveau : EdS PC terminale
• Thème : Ondes et signaux – Étudier la dynamique d’un système électrique

Description succincte de la séquence

• Les élèves visionnent une vidéo leur présentant le matériel et le code Arduino utilisé dans l’activité expérimentale.
• Par groupe, ils élaborent un protocole à l’aide du Pad collaboratif de Wilapa.
• Les élèves arrivent en classe avec un protocole rédigé (rédaction personnelle).
• Les élèves réalisent le protocole (le modifie si besoin) et rédigent leur compte-rendu.

Objectifs pédagogiques et contenus du programme

- Renforcer la maîtrise de l’expression écrite spécifique à la rédaction d’un protocole.
– Comparer différentes méthodes de capacimétrie à travers le calcul d’incertitudes de mesures.

Contenus du programme de physique-chimie : Étudier la dynamique d’un système électrique

• Modèle du circuit RC série
• Charge d’un condensateur par une source idéale de tension
• Décharge d’un condensateur
• Temps caractéristique.
• Déterminer le temps caractéristique d’un dipôle RC à l’aide d’un microcontrôleur.

Compétences mobilisées

S’approprier

• Identifier, dans un programme Arduino, les étapes de charge et décharge du condensateur
• Expliquer la finalité du programme étudié

Analyser

• Adapter un protocole de capacimétrie pour en améliorer la précision

Réaliser

• Effectuer différentes mesures de capacité
• Calculer l’incertitude du résultat de la mesure

Valider / Communiquer

• Comparer les résultats des différentes méthodes et commenter

CRCN – Compétences Numériques (Pix)

Domaine 2 : Communication et collaboration

• 2.3 Collaborer : Utiliser un dispositif d’écriture collaborative (niveau 1)

Domaine 5 : Environnement numérique

• 5.2 : Évoluer dans un environnement numérique : Se connecter et utiliser les fonctions d’un environnement numérique (niveau 1)

Outils numériques utilisés

• Cahier multimédia de WILAPA pour visionner les vidéos
• Pad collaboratif de WILAPA pour élaborer le protocole
• Microcontrôleur Arduino

Contexte pédagogique

— Pré-requis

Lois générales de l’électricité, utilisation du multimètre.

— Scénario pédagogique de la séquence

o Séance 1 (AE) : découverte du condensateur et étude de l’influence de la géométrie sur la capacité

o Séance 2 (DOC) : Établir et résoudre l’équation différentielle de la tension aux bornes d’un condensateur

o Séance 3 (AE) : Étude de la charge d’un condensateur et des différentes méthodes de mesure du temps caractéristique du dipôle RC avec LatisPro.

o Séance 4 (ANA) : Rédaction mutuelle d’un protocole expérimental détaillé à l’aide d’un mur collaboratif.

o Séance 5 (AE) : Réalisation du protocole et mesure de la capacité d’un condensateur. Comparaison avec la valeur indiquée par le fabriquant.

Scénario pédagogique détaillé

Retour d’expérience

—Modèle SAMR

• - Vidéo de présentation  : Les élèves visionnent une vidéo présentant le matériel ainsi que le code utilisé avant de proposer un protocole. Augmentation (A). Les élèves découvrent à leur rythme le matériel proposé. Le support vidéo est plus complet que le support papier seul (permet de contourner le problème de lecture chez certains élèves).



• - Mur collaboratif  : Les élèves proposent un protocole répondant à la question posées. Modification (M). Les élèves peuvent modifier leurs propositions en fonction des remarques faites par l’enseignant.





— Les plus-values

• Meilleure gestion du temps en classe (optimisation de l’activité expérimentale). Les élèves se sont familiarisés avec le matériel plutôt que de le découvrir en classe. Beaucoup moins de questions répétitives.
• Meilleure appropriation de la stratégie expérimentale et des objectifs de la séance.
• Adapté au rythme de l’élève.
• L’enseignant peut suivre toute la démarche de construction du protocole et donner des conseils personnalisés.

— Points de vigilance

• Accès au numérique  : Certains élèves n’ont pas un accès facile au numérique. Solution : Les prévenir assez en avance de la tâche à accomplir, qu’ils puissent utiliser les ressources du lycée (CDI, salle info).
• Prise en main de l’outil  : Certains élèves ont eu du mal à trouver la vidéo ou à prendre en main l’outil mur collaboratif. Solution : Mettre en place cette démarche tôt dans l’année et la proposer régulièrement pour que la prise en main soit de plus en plus efficace.
• Charge de travail pour l’enseignant : la réalisation de capsules vidéos pour chaque TP peut-être longue. Solution : se créer une base de vidéos sur plusieurs années.

Pour aller plus loin dans la démarche : Mettre en place une auto-évaluation du protocole obtenu par les élèves.

— Retour des élèves à partir d’un questionnaire