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Méthode pédagogique utilisée pour la conception du logiciel
L’EAO requiert une investigation profonde en didactique qu’on va utiliser pour l’élaboration du didacticiel. Voyons d’abord quelques définitions et notions didactiques avant de donner la stratégie adaptée pour concevoir le didacticiel.
Qu’est ce qu’un objectif pédagogique?
Pour Haméline, un objectif général est un énoncé d’intention pédagogique décrivant en terme de capacité de l’apprenant l’un des résultats escomptés au terme d’une séquence d’apprentissage.
Comment peut on rendre opérationnel un objectif pédagogique ?
Un objectif pédagogique peut être exprimé tout simplement avec un but ou une finalité ; cependant, avec les objectifs généraux qui sont plus précis, qui sont liés à des matières et à un cycle plus ou moins long de formation, on bénéficie de la connaissance des comportements cognitifs et psychomoteurs des apprenants.
Pour rendre opérationnel l’objectif pédagogique, on divise l’objectif général en plusieurs et différents objectifs intermédiaires. A chaque objectif intermédiaire correspond une série d’activités qui visent des compétences spécifiques relatives au savoir et au savoir-faire et c’est à ce stade là qu’on fait intervenir les différentes méthodes d’enseignement. Il faut ajouter à cela d’autres facteurs : démarche à suivre par l’apprenant, durée de l’apprentissage au bout de laquelle un objectif intermédiaire spécifique serait atteint …, pour obtenir un vrai objectif opérationnel. Cependant il convient de préciser ici que c’est après une exploitation du logiciel dans les établissements scolaires que l’on peut vraiment élaborer des vrais objectifs opérationnels standardisés avec le logiciel si cela est nécessaire (car il y toujours des cas et des cas selon les niveau d’étude et ce mémoire n’est pas étendu jusqu’à l’essai et l’exploitation). Nous tenons à faire connaître aussi que le contenu de ce didacticiel peut s’adresser à plusieurs niveaux, de la classe de seconde jusqu’en terminale. Ceci n’empêche pas les enseignants de maîtriser et de connaître au préalable ce logiciel et d’établir des objectifs opérationnels selon leurs besoins (illustration du cours ou travaux pratiques EXAO ou activité préparatoire…).
Quelques mots sur la pédagogie nouvelle
L’école nouvelle a une conception nouvelle de la psychologie de l’enfant. Elle incite les enseignants à centrer leurs efforts sur l’élève. Cette relation pédagogique centrée sur l’apprenant doit être fondée sur la connaissance exacte des intérêts mentaux de l’enfant et de l’adolescent. Elle consiste à éveiller les intérêts de l’enfant et de l’adolescent, susciter les initiatives, les activités spontanées ; exercer les mécanismes individuels de penser et de chercher à promouvoir l’aptitude de l’enfant à vivre en société. Et pour se faire, faudra-t-il exploiter les tendances comportementales naturelles de l’homme. En voici quelques-unes qui vont être utilisées pour la conception du didacticiel.
• La curiosité : elle est spontanée mais versatile.
• Le besoin de grandir : l’enfant veut être grand et très vite. Savoir, apprendre, comprendre, c’est grandir pour l’enfant. On leur donne aussi des responsabilités.
• Le plaisir ludique : le jeu est une activité propre aux enfants et adolescents. On leur fait trouver le plaisir de jouer dans les séquences pédagogiques. Il faut aussi savoir qu’il existe des CD ludoéducatifs qui sont des logiciels permettant de s’instruire en s’amusant.
• La joie de surmonter ou de vaincre les difficultés.
• L’imitation
• La coopération : elle donne la joie de se sentir utile (prise de parole, donner son avis)
• La joie de créer quelque chose.
La relation pédagogique centrée sur l’élève est très prometteuse. Elle présente des avantages qui permettent à l’élève d’acquérir on seulement des connaissances déclaratives (théoriques) mais aussi des connaissances procédurales (savoir faire). Les élèves y prennent plus d’initiative et ils dépendent moins de l’enseignant qui devient animateur. Le travail en groupe et le travail autonome sont parmi les techniques utilisées.
Evidemment, cette pédagogie centrée sur l’élève demande aux enseignants qui veulent l’exploiter correctement une bonne préparation pour mieux maximiser l’atteinte de leurs objectifs.
Stratégie adoptée pour la conception du logiciel
Le but et l’incessant souci de l’enseignant c’est d’avoir :
Un bon résultat scolaire.
Un enseignement et éducation fructueux.
Une méthode d’enseignement pertinente et efficace.
Nous avons consulté les livres de programmes scolaires des classes secondaires et les manuels et ouvrages des pays étrangers. A partir de là, nous avons établi les activités sur les notions de base communes de cinématique qui ont besoin et qu’on peut traiter facilement sur micro-ordinateur, en tenant compte des méthodes et techniques de la pédagogie nouvelle évoquée précédemment. Les différentes actions visent à atteindre un objectif spécifique bien précis.
NOTION DE VITESSE
Etude théorique
Introduction
Dans ce chapitre, il convient de définir en premier lieu la cinématique : c’est une partie de la physique ou plus précisément de la mécanique qui étudie les mouvements des corps en fonction du temps sans tenir compte des causes qui les produisent. On considère particulièrement les grandeurs caractéristiques comme la vitesse et l’accélération. Dans ce chapitre, nous allons donc étudier la notion de vitesse.
En cinématique, la vitesse est une grandeur qui détermine l’immobilité, la lenteur ou la rapidité de déplacement d’un objet dans un référentiel. Le référentiel est un système d’axes qui permet de repérer le mouvement, de positionner l’objet considéré dans l’espace et dans le temps et aussi de faire des mesures.
La vitesse est traduite par la distance que peut parcourir l’objet par unité de temps. Dans ce chapitre, nous allons voir les notions de :
– vitesse moyenne
– vitesse instantanée
– vecteur vitesse
Nous sommes souvent habitués à dire « vitesse » mai s à vrai dire, sommes-nous capables de savoir de quelle vitesse s’agit-il?
Vitesse moyenne :
Pour avoir l’ordre de grandeur moyenne sur la rapidité de déplacement d’un mobile lors d’un trajet reliant deux lieux ou positions différentes, on détermine la vitesse moyenne.
Définition de la vitesse moyenne Vm :
C’est le rapport entre la longueur du trajet et le temps mis pour le parcourir. Elle ne tient compte ni de la nature de la trajectoire de l’objet mobile, ni de la nature du mouvement.
Il faut souligner que la vitesse moyenne ne donne pas une information complète sur le mouvement du mobile. La notion de vitesse instantanée permet d’avoir plus de détails sur le mouvement à chaque instant.
Vitesse instantanée :
Sur un trajet reliant deux lieux ou positions différentes, la vitesse n’est pas forcement constante pendant le parcours. La valeur de la vitesse mesurée à chaque instant bien déterminé s’appelle « la vitesse instantanée ». Cependant, pour avoir les renseignements complète sur les caractéristiques du mouvement à chaque instant ; il faut introduire la notion de vecteur vitesse.
Vecteur vitesse :
C’est une grandeur représentée par une flèche qui permet de connaître toutes les caractéristiques du mouvement de l’objet dans un référentiel à un instant bien déterminé. Le vecteur vitesse est défini et caractérisé par ses composantes dans le référentiel muni d’une base de mesure et d’orientation.
Remarque pour le cas général
Il faut d’abord remarquer qu’un point d’un corps en mouvement (rotation autour d’un axe par exemple) a son propre vecteur vitesse qui n’est pas forcément identique à ceux des autres. En général, à chaque instant, tous les points d’un solide n’ont pas la même vitesse au cours de son mouvement.
Dans le cadre de cette étude, on va considérer la cinématique du point qui traite le mouvement d’un point mobile pouvant être utilisé ou élargi à l’étude de la cinématique du solide, ensemble de point rigidement reliés entre eux.
Remarque sur le mouvement de translation
Dans un référentiel, un corps est en mouvement de translation s’il garde la même orientation au cours de son mouvement. Il en résulte que les vecteurs vitesses du corps sont tous identiques pour tous ces points.
Donc pour mieux exploiter les parties animations de cette étude, nous avons choisi de traiter le mouvement rectiligne horizontal.
A partir de ce moment, nous parlerons toujours du mouvement d’un point dans un référentiel pour simplifier l’étude.
Caractéristiques :
Voici maintenant les caractéristiques du vecteur vitesse et leurs rôles dans la définition du mouvement d’un point mobile à chaque instant dans un repère.
– Son origine : c’est le point mobile en question
– Sa direction est confondue avec la tangente à la trajectoire en ce point.
– Son extrémité indique le sens du mouvement de ce point à cet instant.
– Le module du vecteur vitesse donne la valeur de la vitesse instantanée à cet instant.
Méthode de dérivation graphique pour avoir la vitese instantanée à un instant bien déterminé. Par c&é² &ette même méthode, si on approche t 2 de t1, on obtient une valeur de v1 qui est la vitesse instantanée à l’instant t1.
De même, si on approche t 1 de t2, on obtient une valeur approchée à la valeur de v2 qui est la vitesse instantanée à l’instant t2.
A la limite, donc pour deux instants t1 et t2 très proche ou presque confondus, on obtient que la vitesse moyenne à l’intervalle [t1,t2] est confondue avec la vitesse instantanée à l’instant t1≤ t ≤ t2 d’où la formule de la dérivée
Remarques pour un mouvement uniforme
Si la vitesse reste constante (indépendante du temps t) au cours du mouvement du mobile, on dit qu’on a un mouvement uniforme. La courbe présentant la position instantanée du mobile x = x(t) est une droite de la forme x = pt + q , où p est la pente ou le coefficient directeur de la droite et q est la position à l’instant t = 0.
En premier lieu, dans cette partie, nous présentons les paragraphes suivants qui sont communs à tous les programmes: II-2-1 La structure générale du programme principal, II-2-2 Les messages d’erreurs et les remèdes correspondants, La procédure d’animation qui fait partie de presque toutes les sections de chaque sous-programme, son but, le motif de son choix et son organigramme. Ensuite nous verrons successivement l’élaboration des différentes sections composant l’activité NOTION DE VITESSE :
Section 11 : notion de vecteur vitesse..
Section 12 : calcul de la vitesse moyenne entre l’instant initial t0 et un instant quelconque t après et identification de la vitesse instantanée à chaque instant Section 13 : interprétation et détermination par dérivation graphique de la vitesse moyenne et de la vitesse instantanée à chaque instant t..
Structure générale du programme principal :
Le programme principal est divisé en trois sous-programmes qui contiennent chacun plusieurs sections différentes.
• Si on travaille en mode Windows, il faut d’abord ouvrir le dossier TRUE qui contient tous les programmes constituant le logiciel de programmation true basic 3.0
• Ensuite, ouvrir le fichier d’exécution Hello ; une fenêtre MS DOS s’ouvre
• Choisir le fichier CINEDIDAC :
• Une pression sur la touche F9 fait démarrer le programme principal
• Une première fenêtre affiche le titre et le nom du concepteur et réalisateur ainsi que l’année de la réalisation du logiciel.
Voici la deuxième fenêtre affichant les trois principales activités contenues dans le logiciel.
Table des matières
CHAPITRE I : INFORMATIONS SUR LE LOGICIEL ET METHODE UTILISEE POUR SA CONCEPTION
I-1 Informations sur le logiciel
I-1-1 Qu’est ce qu’un didacticiel et pourquoi le concevoir ?
I-1-2 Choix du langage de programmation
I-1-3 Avantages, limites de capacité du logiciel
I-1-4 Problèmes rencontrés pour l’utilisation et l’intégration de la médiation informatique dans l’enseignement
I-2 Méthode pédagogique utilisée pour la conception du logiciel
I-2-1 Qu’est ce qu’un objectif pédagogique?
I-2-2 Comment peut on rendre opérationnel un objectif pédagogique ?
I-2-3 Quelques mots sur la pédagogie nouvelle
I-2-4 Stratégie adoptée pour la conception du logiciel
CHAPITRE II NOTION DE VITESSE
II-1 Etude théorique
II-1-1 Introduction
II-1-2 Vitesse moyenne
II-1-3 Vitesse instantanée :
II-1-4 Vecteur vitesse :
II-1-5 Interprétation graphique de la vitesse moyenne et de la vitesse instantanée
II-1-6 Remarques pour un mouvement uniforme
II-2 ELABORATION DES PROGRAMMES
II-2-1 Introduction
II-2-2 Structure générale du programme principal :
II-2-3 LES MESSAGES D’ERREURS ET LES REMEDES CORRESPONDANTS
II-2-4 Procédure d’animation
II-2-5 Section 12 : Calcul de la vitesse moyenne entre l’instant initial to et un instant t
Identification de la vitesse instantanée à chaque instant
II-2-6 Section 13 : Interprétation et détermination par dérivation graphique de la vitesse moyenne et de la vitesse instantanée
II-2-7 Cas d’un mouvement uniforme
II-3 EXPLOITATIONS PEDAGOGIQUES
II-3-1 Introduction
II-3 2 Section 11 : Notion de vecteur vitesse.
a) Objectifs spécifiques
b) Manipulation
II-3-3 Section 12 : calcul de la vitesse moyenne entre l’instant initial to et un instant t après et identification de la vitesse moyenne à un instant t
a) objectifs spécifiques
b) Manipulation
c) Variables fixes initiales (paramètres du mouvement)
d) Résultats
e) Calculs et raisonnement demandé
f) Autres possibilités
II-3-4 Section 13 : Interprétation et détermination par dérivation graphique de la vitesse moyenne et de la vitesse instantanée
a) Objectifs spécifiques
b) Manipulation
c) Résultats
d) Conclusion attendue
e) Interprétations complémentaires de l’enseignant
II-3-5 Cas d’un mouvement uniforme
b) Manipulation
c) Conclusions attendues
II-4 Conclusion du chapitre
CHAPITRE III : NOTION D’ACCELERATION
III.1. Etude théorique
III.1.1. Introduction
III.1.2 Vecteur accélération d’un mobile et ses propriétés
III.1.3. Expression du vecteur accélération dans un référentiel
III.1.4. Relation entre vecteur position, vecteur vitesse et vecteur accélération
III-1-5 Interprétation et détermination graphique
III-1-6 Remarques pour un mouvement uniformément varié
III-1-7 Méthode d’intégration graphique pour avoir la distance parcourue
III-2 ELABORATION DES PROGRAMMES
III-2-1 Introduction
III-2-2 Section 21 : calcul de l’accélération moyenne entre l’instant initiale to et un instant t
après. Identification de l’accélération instantanée à chaque instant t
III-2-3 Section 22 : interprétation et détermination graphique de l’accélération moyenne am et de
l’accélération instantanée a(t)
III-2-4 Cas d’un mouvement uniformément varié
III-2-5 Section 23 : détermination de la distance parcourue entre deux instants par méthode d’intégration graphique.
Principe de la méthode des trapèzes
III-3 EXPLOITATIONS PEDAGOGIQUES
III-3-1 Section 21 : calcul de l’accélération moyenne entre l’instant initial to et un instant t après.
Identification de l’accélération instantanée à chaque instant t
a) Objectifs spécifiques
b) Remarque
c) Manipulation
d) Calculs et raisonnement demandé
III-3-2 Section 22 : interprétation graphique et détermination par dérivation graphique de l’accélération moyenne et de l’accélération instantanée
a) Objectifs spécifiques :
III-3-3 cas d’un mouvement uniformément varié.
a) Objectifs spécifiques
b) Manipulation
c) Conclusions attendues
III-3-3 section 13 : détermination par intégration graphique de la distance parcourue entre deux
instants t1 et t2
a)Objectifs spécifiques
b) Manipulation
c) Conclusion
CHAPITRE IV : MOUVEMENT ACCELERE – MOUVEMENT DECELERE – IMMOBILITE – MOUVEMENT UNIFORME
IV-1 ETUDE THEORIQUE
IV-1-1 Notion d’accélération dépendante du temps : a=a (t)
IV-1-2 Nature d’un mouvement à un instant déterminé : accélération, décélération, immobilité,
uniformité
IV 2 ELABORATION DES PROGRAMMES
IV-2-1 Contenus
IV. 3- EXPLOITATIONS PEDAGOGIQUES
Manipulation
a) Illustration
b) Résultats
c) Interprétation générale du mouvement sur tout le parcours du mobile
IV- 4 Conclusion du chapitre
BIBLIOGRAPHIE
