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APP#d’op(que#en#L1# · 2014. 7. 16. · ObjecGfs’pédagogiques’des’APP’...
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APP d’op(que en L1
Philippe Delorme, Julien Douady, Christophe Durand, Olivier Jacquin, Nadège Meunier & Estelle Moraux
Contact : estelle.moraux@ujf-‐grenoble.fr
Contexte de formaGon • Discipline: OpGque Géométrique (PHY124/PHY125)
• Composante: UJF/DLST
• Niveau d’étude: L1 (2e semestre)
• Parcours: PHY, PHC, PMM, PCM-‐Int, PGM, GSC, SPI, PEIP-‐P, MAT
• EffecGf étudiants: ~400 (12 groupes de TD en 2013/2014)
• Volume horaire: 30h
• Contenu: réflexion, réfracGon, dispersion, lenGlles minces, associaGon de lenGlles ; fort caractère appliqué et expérimental
OPTIQUE
MoGvaGon pour faire des APP
• Augmenter la mo(va(on des étudiants à apprendre
• Favoriser le travail personnel et régulier • Rendre les étudiants plus ac(fs en cours/TD/TP • Développer leur autonomie face à leur apprenGssage • Proposer de nouvelles méthodes d’appren(ssage
• Développer des compétences transverses
• Développer l’esprit cri(que
• Nouveau bac Refonte des UE de L1 : opportunité à saisir pour réfléchir et améliorer nos praGques pédagogiques !
ObjecGfs pédagogiques des APP 1er niveau : Objec(fs disciplinaires expérimentaux
Définir un protocole expérimental avant toute manipulaGon
Proposer des expériences perGnentes avec le matériel disponible pour illustrer un phénomène opGque et/ou pour faire un démonstrateur
Avoir une vision prédicGve sur les phénomènes opGques étudiés à parGr de la théorie
Savoir analyser les résultats avec un sens criGque
2e niveau : Objec(fs transversaux
Savoir travailler en groupe de manière coopéraGve
Savoir rechercher des informaGons
Développer l’autonomie, la moGvaGon et la prise d’iniGaGve
Renforcer la capacité à faire des choix et à évaluer les risques Savoir gérer le temps et les échéances
3e niveau : L’auto-‐réflexion
Etre capable d’analyser, de comprendre et d’évaluer son processus d’apprenGssage
Etre capable de s’améliorer conGnûment en Grant les leçons des expériences vécues
On se lance… • 6 enseignants volontaires impliqués en 2013/2014:
4(+1) tuteurs, 1 enseignant référent • SouGen de l’insGtuGon (projet PédagoTice) • FormaGon des tuteurs: 1 semaine à Louvain la Neuve +
formaGon du SUP
• Achat de 12 tableaux pour le travail en groupe • Parcours choisis: PHY, PHC, PEIP-‐P, MAT (autres parcours en enseignement « classique »)
• EffecGf: ~110 (4 groupes de TD) • Emploi du temps à adapter avec condiGons limites fortes
… et on s’organise !
DisposiGf mis en place • Taille des groupes : ~7 étudiants (définis à parGr des notes du S1)
• Nombre de séquences APP: 3 situaGons problèmes définies à parGr des objecGfs d’apprenGssage de l’UE (couverture complète du contenu)
• AdaptaGon de l’emploi du temps: 1 amphi, 3 TD et 1 TP par APP
• Descrip(on d’une séquence APP type: 6 séances encadrées étalées sur deux semaines :
– Séance d’ouverture (1h) – Travail expérimental en binôme (1h45)
– Séance de mise en commun (1h30)
– Séance de ques9on réponse (1h30 max)
– Travail expérimental en binôme (1h45)
– Séance de clôture (1h30) + évaluaGon individuelle (15’ en début de séance suivante)
• Réunion hebdomadaire de l’équipe pédagogique
• APP1: Les luneoes d’assurage Indice opGque et applicaGons des lois de Snell-‐Descartes
• APP2: RéalisaGon et observaGon d’images tridimensionnelles (home – made cinéma 3D)
LenGlles convergente et divergente, relaGon de conjugaison, distances focale image et objet, concepGon d'un système opGque à une lenGlle
• APP3: AuthenGcité des billets de 5 euros FoncGonnement d’instruments opGques consGtués de plusieurs lenGlles (ou dioptre), grossissement commercial
APP1: Les luneoes d’assurage
Mais devant le prix de ces luneoes (environ 100 €), vous décidez de réaliser un prototype « fait maison » avec des collègues étudiants de votre filière. Les armoires de l’université regorgent de trésors aussi variés qu’inaoendus et vos enseignants ont réussi à y dénicher une vieille boîte remplie de prismes divers. Allez-‐vous pouvoir fabriquer vos luneoes ? A vous de jouer. »
« Passionné d’escalade, un ami expérimenté vous parle d’une des dernières nouveautés « super praGque », il s’agit des luneoes d’assurage pour ne plus avoir mal au cou ! En effet, ces luneoes à prismes permeoent d’assurer en toute sécurité votre partenaire sans lever la tête.
prismes en toute sécurité
sans lever la tête
Quelques orientaGons… « Intrigués par ces fameuses luneoes, vos enseignants vous quesGonnent sur leur foncGonnement. En parGculier, ils vous demandent :
• d’idenGfier les différents phénomènes opGques mis en jeu, et d’en rendre compte sous la forme d’un tracé de rayon précis ;
• de jusGfier le choix d’un matériau et d’une géométrie pour le prisme, en vous appuyant sur les calculs appropriés ;
• d’expliquer en quoi l’orientaGon de l’image est préservée (par rapport à un assurage sans luneoes). »
Objec(fs visés: • Réflexion/réfracGon (loi de Snell-‐Descartes) • Réflexion totale • Indice opGque (définiGon et mesure) • Trace de rayon lumineux • NoGon d’image
APP2: ObservaGon d’images 3D
« Objec(f : Lors de votre séance d'escalade, vous souhaitez immortaliser le relief verGgineux du site. L’idéal serait d’en faire une photo 3D mais vous ne disposez que d’un appareil photo classique. Qu’à cela ne Genne, vous décidez de prendre deux photos en « stéréo », que vous visualiserez ensuite chez vous avec vos amis à l’aide d’un home cinéma 3D « maison ». Heureusement que vous avez eu des cours d’opGque ceoe année pour savoir comment réaliser votre home – made cinéma 3D !
Vous allez procéder en 3 étapes :
• Réaliser un système opGque 1D consGtué d’une seule lenGlle vous permeoant d’obtenir une image neoe sur un écran d’un seul objet
• Adapter votre système opGque à la stéréoscopie pour obtenir une image 3D
• Adapter ce système à différentes tailles de salle (posiGons de l’écran d’observaGon) pour pouvoir uGliser votre disposiGf chez des amis. »
LenGlles convergente et divergente, relaGon de conjugaison, formaGon d’image, grandissement
OrganisaGon des séances
• Séance d’ouverture (1h) : Découverte et première analyse du problème • Travail expérimental en binôme (1h45) : réalisaGon d'images avec des
lenGlles minces, caractérisaGon d'une lenGlle mince convergente. • Séance de mise en commun (1h30) : PrésentaGon de vos résultats
expérimentaux. RéalisaGon collecGve d'un protocole expérimental permeoant de concevoir le disposiGf opGque demandé à la première étape. FormulaGon de quesGons pour alimenter la séance suivante.
• Séance de ques9ons réponses (1h30) pour clarifier le cours. • Travail expérimental en binôme (1h45) : RéalisaGon et caractérisaGon
(mesures + schéma) du « home-‐made cinéma 3D ». • Séance de clôture (1h30) : Comparaison des mesures et schémas pour
converger vers un disposiGf permeoant de répondre au cahier des charges du « home-‐made cinéma 3D ». Bilan sur les compétences acquises individuellement et sur le foncGonnement du groupe.
Comprendre Organiser le groupe
Favoriser l’implica5on et l’expression de chacun
Travailler individuellement !
Bilan du foncGonnement du groupe
Faire un bilan du travail de groupe
• Individuellement, remplissez le circept et répondez aux quesGons sur le travail de groupe (10 min).
• Comparer vos réponses et Grer un bilan du travail de groupe. Faites part de votre analyse au tuteur.
Bilan des acquis individuel
Pour chaque objecGf de cet APP, esGmez vous-‐même votre niveau de compétence après ceoe séquence (entre 0 et 10) :
0 = pas du tout capable 10 = tout à fait capable
EvaluaGon
A l’issue de chaque APP:
• Compte-‐rendu de groupe (25%) • EvaluaGon individuelle de 15’ (10%) Pour s’entrainer (sur site insGtuGonnel):
– Exercices d’applicaGon avec corrigé – QCM d’auto-‐évaluaGon
A la fin des enseignements: • Examen oral individuel de TP (15%)
• Examen terminal écrit (50%)
Bilan 2013/2014
• Fort invesGssement de l’équipe pédagogique • Evalua(on globale des étudiants bonne: 4.4/6
(QuesGonnaire créé et analysé par le SUP, ~60% de réponses) • Points posi(fs:
– MoGvaGon des étudiants importante – Sujets des APP concrets et intéressants – « Enfin des vrais TP ! » – Travail en groupe apprécié (si 5/6 étudiants par groupe) – PosiGon du tuteur bien comprise (la formaGon a été uGle !)
• Points néga(fs: – Etudiants déstabilisés (difficile de démarrer « sans rien ») – Peur de ne pas être préparés pour l’examen, manque d’exercisaGon – Durée des évaluaGons et des séances parfois trop courtes – Manque de travail individuel
ChanGer pour l’année prochaine
• Diminuer l’angoisse des étudiants par rapport à la méthode et à la préparaGon à l’examen
• Introduire des exercices « classiques » dans les séquences APP • Faire un cours d’introducGon avant de démarrer les APP
• Mieux gérer les séances de quesGon-‐réponse pour intéresser tous les étudiants alors que l'on répond à la quesGon de quelques uns
• Renforcer l’analyse du foncGonnement des groupes (aoenGon aux « passagers clandesGns »)
Conclusion
• ImplicaGon forte des étudiants et des enseignants
• Véritable réflexion des étudiants en TP, complètement intégrés au disposiGf APP
• 3 APP qui permeoent de couvrir tout le programme de l'opGque géométrique
• Réussite à l'examen idenGque à celle du schéma « classique » CM/TD/TP
Expérience très posi(ve !