Durée
36h Th
Nombre de crédits
Enseignant
Coordinateur
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue française
Organisation et évaluation
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
Ce cours vise à amener les étudiants à identifier et prendre en compte les principaux obstacles à l'apprentissage rencontrés dans l'enseignement de la physique en S2-S3.
Le cours vise donc à : identifier les obstacles, apprendre à les diagnostiquer, analyser des réponses d'élèves, concevoir des dispositifs pour les travailler et intégrer ces choix dans une leçon cohérente.
Dans cette perspective, le cours vise notamment à :
- distinguer et analyser différents types d'obstacles à l'apprentissage : difficultés conceptuelles, conceptions alternatives et obstacles technico-mathématiques ;
- s'appuyer sur la littérature scientifique en didactique de la physique pour identifier et documenter ces obstacles ;
- concevoir et analyser des outils permettant de les diagnostiquer, notamment à partir de questions, d'exercices et de productions d'élèves ;
- réfléchir à différents moyens permettant de travailler ces obstacles : expériences, exercices, outils numériques, mesures et modélisation, etc. ;
- articuler ces différents éléments dans la conception d'un enseignement cohérent.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
À l'issue de ce cours, l'étudiant sera capable de :
- identifier et distinguer les principales difficultés conceptuelles, conceptions alternatives et obstacles technico-mathématiques susceptibles d'intervenir dans l'apprentissage de la physique ;
- rechercher, lire et exploiter de manière pertinente des travaux scientifiques en didactique de la physique ;
- diagnostiquer les raisonnements et conceptions d'élèves à l'aide d'outils appropriés ;
- analyser des réponses ou productions d'élèves afin d'identifier les raisonnements qui les sous-tendent ;
- concevoir et justifier des activités permettant de travailler un obstacle identifié, notamment au moyen d'expériences, d'exercices ou de problèmes ;
- concevoir une leçon cohérente dans laquelle les choix didactiques prennent explicitement en compte les obstacles à l'apprentissage ;
- adopter une posture réflexive vis-à-vis de ses propres conceptions, de ses choix pédagogiques et de ses pratiques d'enseignement.
Savoirs et compétences prérequis
- Disposer d'une maîtrise suffisante des contenus de physique étudiés en 1re et 2e bachelier dans le cadre des cours de physique et de didactique de la physique, en particulier des notions travaillées dans ce cours.
- Maîtriser les formalismes élémentaires nécessaires à l'enseignement de la mécanique, des fluides et de l'électricité (vecteurs, graphiques, etc.).
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
L'enseignement alterne cinq séances en présentiel et des activités obligatoires réalisées en ligne entre les séances. Les séances en présentiel associent un enjeu didactique principal à un ou plusieurs contenus disciplinaires.
- Séance 1 - Obstacles à l'apprentissage et littérature scientifique. Identification et distinction des difficultés conceptuelles, conceptions alternatives et obstacles technico-mathématiques. Introduction à la lecture et à l'exploitation d'articles scientifiques en didactique.
- Séance 2 - Diagnostic ; forces, masse et poids. Analyse et conception d'outils diagnostiques (questions ouvertes, QCM, items à plusieurs niveaux, justifications, etc).
- Séance 3 - Rôle de l'expérience ; pression et poussée d'Archimède. Réflexion sur les différentes fonctions de l'expérience dans l'apprentissage.
- Séance 4 - Exercices et problèmes ; électricité. Réflexion sur la conception et l'exploitation didactique d'exercices, quantitatifs ou qualitatifs.
- Séance 5 - Mesure, modélisation et smartphonique ; lois de Newton. Utilisation des capteurs du smartphone pour construire et exploiter des activités expérimentales quantitatives : acquisition de données, représentation, interprétation et modélisation.
Ces activités ont une fonction formative. Leur réalisation est obligatoire, mais elles visent à préparer et nourrir le travail réalisé en séance : les erreurs ou difficultés rencontrées ne sont pas pénalisées comme telles.
Une permanence en ligne sur rendez-vous pourra être organisée afin d'accompagner individuellement les étudiants dans la préparation de leur travail final.
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)
Combinaison d'activités d'apprentissage en présentiel et en distanciel
Informations complémentaires:
- inq séances d'enseignement en présentiel.
- Activités obligatoires en ligne réalisées entre les séances.
Supports de cours, lectures obligatoires ou recommandées
Plate-forme(s) utilisée(s) pour les supports de cours :
- eCampus
Informations complémentaires:
- Articles scientifiques en didactique de la physique sélectionnés en fonction des thèmes étudiés ;
- Référentiels FWB - Sciences (S2, S3, FMTTN) ;
- Supports, ressources et documents mis à disposition sur la plateforme du cours.
Modalités d'évaluation et critères
Examen(s) en session
Toutes sessions confondues
- En présentiel
évaluation écrite ET évaluation orale
Travail à rendre - rapport
Informations complémentaires:
L'évaluation porte sur un travail final individuel, remis sous forme écrite au début du mois de janvier et défendu lors d'une épreuve orale individuelle.
Travail écrit (50 % de la note)
L'étudiant prépare une leçon de 50 minutes portant sur l'un des thèmes abordés dans le cours : forces, lois de Newton, masse et poids, machines simples, pression, poussée d'Archimède ou électricité.
Le travail doit comprendre les éléments habituellement préparés dans le cadre d'un stage, notamment :
- les notes destinées aux élèves et/ou au professeur ;
- un planning minuté de la séance ;
- le contexte dans lequel s'inscrit la leçon et son articulation avec les apprentissages antérieurs et ultérieurs ;
- les activités proposées et leur justification ;
- les éléments permettant d'apprécier la cohérence de l'ensemble.
Une attention particulière doit être portée aux obstacles à l'apprentissage associés au sujet choisi. L'étudiant devra identifier et documenter, en s'appuyant sur la littérature scientifique, les obstacles pertinents et expliquer comment ses choix d'enseignement permettent de les prendre en compte ou de les travailler.
Selon la situation, il pourra notamment recourir à un outil diagnostique, une expérience, un exercice, une confrontation de raisonnements ou une démarche de remédiation. Tous les dispositifs étudiés au cours ne doivent pas nécessairement être mobilisés : leur choix doit être pertinent et justifié.
La réflexion didactique sur les obstacles, la pertinence des dispositifs choisis et la cohérence entre les différentes composantes de la leçon constituent des éléments centraux de l'évaluation.
Un rapport relatif à l'éventuel usage de l'intelligence artificielle sera demandé en accompagnement du travail.
Défense orale (50 % de la note)
La défense orale aura lieu en présentiel et portera sur la présentation synthétique et la justification du travail réalisé. Des questions permettront notamment de vérifier la maîtrise des contenus disciplinaires, la compréhension des obstacles identifiés et de la littérature mobilisée, la capacité à justifier les choix didactiques effectués et à adopter une posture réflexive.
Les modalités de la 2e session sont identiques (dossier écrit individuel et oral), avec possibilité de révision/amélioration du dossier écrit. L'horaire des épreuves est communiqué en temps utile.
Les étudiants disposent d'un droit de consultation des documents d'évaluation et, pour les épreuves écrites, d'un droit à obtenir une copie selon les modalités des établissements partenaires.
Toute absence à une évaluation doit être justifiée (motif légitime / force majeure) dans les délais prévus par l'établissement. La non-remise du travail à la date fixée entraîne une note de 0 pour ce travail, sauf circonstances exceptionnelles reconnues par la direction de l'établissement concerné.
Le report d'éléments d'évaluation réussis (= 10/20) au sein de la même année académique ou d'une année à l'autre est possible selon le règlement de l'HE concernée ; à défaut, l'ensemble des évaluations doit être représenté en 2e session.
Les consignes plus précises seront fournies en cours et sur ecampus.
Le professeur se réserve le droit d'adapter les conditions de cours et d'évaluation selon le nombre d'étudiantes. Le professeur s'engage à prévenir, via eCampus, les étudiantes de toute modification éventuelle.
Stage(s)
Aucun stage n'est lié à ce cours.
Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours
Contacts
Responsable : Pierre-Xavier Marique (chargé de cours)
Didactique de la physique, Université de Liège
Mail : pxmarique@uliege.be
Association d'un ou plusieurs MOOCs
Le MOOC 'Physique- Mécanique : bien entamer l'enseignement supérieur (S2)' est associé à ce cours.
Informations complémentaires:
Le MOOC « Physique - Mécanique : bien entamer l'enseignement supérieur » (ULiège) peut être mobilisé comme ressource complémentaire.