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Au lycée
               Edgar Quinet
               Bourg en
               Bresse

L’option P2S
Quelle organisation en 2008-2009?


 Trois heures consécutives par semaine avec un effectif de
15 élèves afin de réaliser des activités pratiques.

 Cette année, les élèves sont encadrés par un professeur
de physique-chimie, un de SVT et un professeur de
mathématiques.

 Évaluation non chiffrée par compétences
Quels objectifs ?

 Développer le raisonnement scientifique des
  élèves et découvrir la démarche scientifique.
 Développer l’acquisition des méthodes et des
  techniques scientifiques (conception et mise
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les thèmes 2008 - 2009

 La vision

 L’astronomie
La vision

A l’issue d’un
   brainstorming
   les élèves ont
   dégagé les
   axes de            LA
   réflexion        VISION
   suivants:
La vision: exemple de séries de
séances

 Pour voir il faut de la lumière: Qu’est ce?
Pour répondre à leur question les élèves ont travaillé sur le trajet de la
  lumière (réflexion, réfraction) puis ils ont appréhendé la notion de
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 Pour voir il faut un récepteur: l’œil
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 Pourquoi voit-on en couleur?
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  expériences avec des objets colorés, et des lumières colorées
  puis ont abordé la notion d’ombres colorées.
 Quelles sont les cellules de l’œil mises en jeu?
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Les illusions optiques (observation, le rôle du cerveau,
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En s’appuyant sur un socle commun d’acquis
  concernant la vision chez l’Homme, les élèves,
  répartis en 4 groupes ont exploré 4 pistes
  différentes (un axe de recherche par groupe) afin
  de comprendre en quoi l’organisation de l’œil des
  animaux répond à leur mode de vie (SVT).
(La recherche se limite à 2 aspects de leur mode vie :
  vie diurne ou nocturne, proie ou prédateur)
Parmi les pistes à explorer, l’une s’intitulait :
« Existe-t-il un lien entre forme et taille de la
  pupille et le mode vie des animaux ? »
Pour répondre à ce problème, les élèves de ce groupe ont
  émis les hypothèses suivantes :

 Les animaux nocturnes auraient une pupille plus
  grande (afin de laisser davantage entrer de lumière) et
  les animaux diurnes une pupille plus petite (limitant
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  pigments des photorécepteurs)
 Les proies auraient une pupille plus grande de façon à
  avoir un plus grand champ de vision (permettant une
  meilleure surveillance de leur environnement) alors
  que les prédateurs auraient une pupille plus petite
  (concentrant la lumière et permettant ainsi une vision
  plus précise)
Se sont alors posées les difficultés de la comparaison
  de la taille de la pupille d’animaux dont la taille des
  yeux est différente…, de la taille d’une pupille ronde
  par rapport à une en fente…, d’obtenir des yeux de
  prédateurs dissécables…
Pour résoudre la première difficulté, les élèves ont dû
  établir le rapport de la surface de la pupille sur la
  surface de l’œil :
- La surface de la pupille a été déterminée par mesure
  directement sur l’œil disséqué.
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 Pour cette étape, les élèves ont nécessairement dû
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                 On dispose d’eau et d’un récipient
                 cylindrique permettant de mesurer des
                 volumes. Peut-on déterminer les
                 dimensions de la sphère ?
 Pour la seconde difficulté, là encore les conseils du
   professeur de math ont été utiles :
les élèves ont assimilé la pupille en fente à une
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   la surface correspondante




 On considère la pupille d'extrémités A et B, de centre O.
 Les bords de cette pupille sont portés par des cercles de
 rayon R. Peut-on déterminer son aire ?
 La troisième difficulté a été surmontée grâce à la pêche :
   un élève du groupe a péché:
→ deux prédateurs :
le brochet et le sandre

→ un «prédateur/proie»:
   la perche
 (prédateurs+cannibalisme)

→ deux proies :
la tanche (jeune: se nourrit de plancton, adulte : omnivore
   larves d’insectes, vers de vase, petits crustacés, débris
   végétaux) et le carassin (omnivore algues, zooplancton,
   larves d’insectes, vers).
Résultats auxquels sont parvenus les élèves :
Rapport surface de la pupille sur surface de l’œil chez :
le brochet : 16%; le sandre : 56%; la perche : 30%; le
carassin : 41%; la tanche : 52%

Interprétation :  Seul le résultat du sandre semble
contredire l’hypothèse 2. Cependant, les élèves ont
rappelé que contrairement au brochet qui est un chasseur
de surface, le sandre vit dans des profondeurs d’environ 4
à 10 mètres, donc dans un milieu beaucoup plus obscur.
Conclusion :
Cette comparaison entre brochet et sandre permet
donc de valider la première hypothèse sans réfuter la
seconde.
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10
Observation du ciel


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 Présentation d’exposés (vision, histoire de l’astronomie)
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 Séances de TP (dissection, observation microscopique,
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 Visites de lieux de culture scientifique
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 Lycée optique de Morez

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P2 S Quinet

  • 1. Au lycée Edgar Quinet Bourg en Bresse L’option P2S
  • 2. Quelle organisation en 2008-2009?  Trois heures consécutives par semaine avec un effectif de 15 élèves afin de réaliser des activités pratiques.  Cette année, les élèves sont encadrés par un professeur de physique-chimie, un de SVT et un professeur de mathématiques.  Évaluation non chiffrée par compétences
  • 3. Quels objectifs ?  Développer le raisonnement scientifique des élèves et découvrir la démarche scientifique.  Développer l’acquisition des méthodes et des techniques scientifiques (conception et mise en œuvre d’expérimentations, utilisation de l’outil informatique).  Développer l’aptitude à la publication et à la communication des travaux réalisés (affichages, exposés, site internet du lycée)
  • 4. les thèmes 2008 - 2009  La vision  L’astronomie
  • 5. La vision A l’issue d’un brainstorming les élèves ont dégagé les axes de LA réflexion VISION suivants:
  • 6. La vision: exemple de séries de séances  Pour voir il faut de la lumière: Qu’est ce? Pour répondre à leur question les élèves ont travaillé sur le trajet de la lumière (réflexion, réfraction) puis ils ont appréhendé la notion de polychromatisme .  Pour voir il faut un récepteur: l’œil  Composition et organisation (dissection)  Fonctionnement (en tant qu’appareil optique)  Simulation  Les défauts optiques
  • 7.  Pourquoi voit-on en couleur?  Un objet a t’il une couleur propre ? Les élèves ont réalisé des expériences avec des objets colorés, et des lumières colorées puis ont abordé la notion d’ombres colorées.  Quelles sont les cellules de l’œil mises en jeu?  Qu’est ce que le daltonisme? • Nos yeux nous trompent-ils? Les illusions optiques (observation, le rôle du cerveau, modélisation, expérimentation)
  • 8. En s’appuyant sur un socle commun d’acquis concernant la vision chez l’Homme, les élèves, répartis en 4 groupes ont exploré 4 pistes différentes (un axe de recherche par groupe) afin de comprendre en quoi l’organisation de l’œil des animaux répond à leur mode de vie (SVT). (La recherche se limite à 2 aspects de leur mode vie : vie diurne ou nocturne, proie ou prédateur) Parmi les pistes à explorer, l’une s’intitulait : « Existe-t-il un lien entre forme et taille de la pupille et le mode vie des animaux ? »
  • 9. Pour répondre à ce problème, les élèves de ce groupe ont émis les hypothèses suivantes :  Les animaux nocturnes auraient une pupille plus grande (afin de laisser davantage entrer de lumière) et les animaux diurnes une pupille plus petite (limitant l’entrée de trop de lumière et donc la destruction des pigments des photorécepteurs)  Les proies auraient une pupille plus grande de façon à avoir un plus grand champ de vision (permettant une meilleure surveillance de leur environnement) alors que les prédateurs auraient une pupille plus petite (concentrant la lumière et permettant ainsi une vision plus précise)
  • 10. Se sont alors posées les difficultés de la comparaison de la taille de la pupille d’animaux dont la taille des yeux est différente…, de la taille d’une pupille ronde par rapport à une en fente…, d’obtenir des yeux de prédateurs dissécables… Pour résoudre la première difficulté, les élèves ont dû établir le rapport de la surface de la pupille sur la surface de l’œil : - La surface de la pupille a été déterminée par mesure directement sur l’œil disséqué. - La surface de l’œil a été déterminée par calcul à partir du volume de l’œil, lui-même obtenu par mesure de l’écart de la hauteur d’une colonne d’eau sans puis avec l’œil disséqué.
  • 11.  Pour cette étape, les élèves ont nécessairement dû aller se renseigner auprès du collègue de mathématiques. On dispose d’eau et d’un récipient cylindrique permettant de mesurer des volumes. Peut-on déterminer les dimensions de la sphère ?
  • 12.  Pour la seconde difficulté, là encore les conseils du professeur de math ont été utiles : les élèves ont assimilé la pupille en fente à une intersection de deux disques et ont vu comment calculé la surface correspondante On considère la pupille d'extrémités A et B, de centre O. Les bords de cette pupille sont portés par des cercles de rayon R. Peut-on déterminer son aire ?
  • 13.  La troisième difficulté a été surmontée grâce à la pêche : un élève du groupe a péché: → deux prédateurs : le brochet et le sandre → un «prédateur/proie»: la perche (prédateurs+cannibalisme) → deux proies : la tanche (jeune: se nourrit de plancton, adulte : omnivore larves d’insectes, vers de vase, petits crustacés, débris végétaux) et le carassin (omnivore algues, zooplancton, larves d’insectes, vers).
  • 14. Résultats auxquels sont parvenus les élèves : Rapport surface de la pupille sur surface de l’œil chez : le brochet : 16%; le sandre : 56%; la perche : 30%; le carassin : 41%; la tanche : 52% Interprétation :  Seul le résultat du sandre semble contredire l’hypothèse 2. Cependant, les élèves ont rappelé que contrairement au brochet qui est un chasseur de surface, le sandre vit dans des profondeurs d’environ 4 à 10 mètres, donc dans un milieu beaucoup plus obscur. Conclusion : Cette comparaison entre brochet et sandre permet donc de valider la première hypothèse sans réfuter la seconde.
  • 15. L’astronomie • Histoire de l’astronomie • Ellipse et excentricité • L’observation du ciel
  • 16. Séances sur les ellipses... • Définition bifocale de l’ellipse • Etude du rapport c/a • Observation des « formes » d’ellipses.
  • 17. 10 Observation du ciel  Représentation du système solaire (Trajectoire elliptique des planètes, comparaison des distances au soleil, comparaison des dimensions)  Réalisation d’une carte du ciel et utilisation  Étude de la lunette de Galilée et modélisation d’une lunette astronomique
  • 18. Les activités  Réalisation d’affiches (frise chronologique)  Présentation d’exposés (vision, histoire de l’astronomie)  Utilisation de logiciels (geogebra, excel, regressi, de visu, l’œil 3D).  Séances de TP (dissection, observation microscopique, modélisation d’un mirage, lunette astronomique…)  Visites de lieux de culture scientifique  Conférences  Participation à la fête de la science (accueil d’élèves du primaire, et de publics divers)
  • 19. Quelques moments forts  La fête de la science: les élèves ont animé des ateliers auprès d’élèves du primaire
  • 20. ... Des conférences  Par un opticien (métiers, utilisation des lentilles)  Par un chimiste (à propos des couleurs) Par un historien des sciences (histoire de l’astronomie)
  • 21. ... Des activités hors la classe  Lycée optique de Morez  Soirée astronomie à l’observatoire Joannard  Au planétarium de Vaulx en Velin