Construire son colorimètre
Le matériel proposé au lycée est un matériel dit pédagogique, prêt à l’emploi et simplifié. S’il permet un gain de temps indéniable dans la mise en œuvre des expérimentations, il ne permet pas de faire appel à l’inventivité et l’ingéniosité de nos élèves. Profitant du développement des enseignements en informatique et de l’engouement autour des sciences informatiques, l’objectif est d’amener l’élève face à une situation problème, de favoriser un va et vient entre théorie et réalité pratique, de produire son propre matériel et de l’utiliser en séance de TP.
Plusieurs scénarii peuvent être envisagés :
- Une version complète permettant à l’élève de construire et de s’approprier le colorimètre (élève possédant des connaissances sur les microcontrôleurs).
- Une version adaptée à un public ne possédant pas les connaissances sur les microcontrôleurs et l’amenant à construire une réflexion sur la nature des instruments de mesure.
Nous décrirons ici la version complète.
L’objectif est de construire un colorimètre :
Niveau
Terminale S SI
Objectifs
- Travailler sur un projet en groupe
- Apprendre en faisant
- S’adapter à un contexte technique et scientifique
- Développer l’autonomie et l’inventivité des élèves
- Développer l’esprit critique (désacraliser l’instrument de mesure, discuter de la fiabilité des de mesures, des incertitudes…)
Compétences du programme
Contexte pédagogique
Prérequis
Programme de Technologie :
- Concevoir, paramétrer, programmer des applications informatiques pour des appareils nomades.
- Observer et décrire le comportement d’un robot ou d’un système embarqué. En décrire les éléments de sa programmation.
- Agencer un robot (capteurs, actionneurs) pour répondre à une activité et un programme donnés.
- Écrire, à partir d’un cahier des charges de fonctionnement, un programme afin de commander un système ou un système programmable de la vie courante, identifier les variables d’entrée et de sortie.
Programme de Mathématiques :
- Notions d’algorithme et de programme.
- Notion de variable informatique.
- Décomposer un problème en sous-problèmes afin de structurer un programme ; reconnaître des schémas.
- Écrire, mettre au point (tester, corriger) et exécuter un programme en réponse à un problème donné.
Prérequis- Eléments du cycle Terminal - Programme de SI
L’enseignement des sciences de l’ingénieur a pour objectif de développer les compétences présentées sur la figure ci-dessous :
- Capteurs : Qualifier les caractéristiques d’entrée - sortie d’un capteur ; Justifier le choix d’un capteur ou d’un appareil de mesure vis-à-vis de la grandeur physique à mesurer
- Générer un programme et l’implanter dans le système cible
- Analyser les résultats expérimentaux ; Traiter les résultats expérimentaux, et extraire la ou les grandeurs désirée(s)
Déroulement du projet
- Travail par groupe de 4 élèves
- Introduction du projet en classe (présentation des objectifs, du matériel…)
- Période de réflexion (une semaine à 15 jours) – enseignant disponible via un ENT (mise en place d’un forum)
- Construction du colorimètre en classe
Les apports
- Programmer et produire un objet,
- porter un regard critique sur les instruments de mesure,
- travailler en collaboration,
- mutualiser ses propositions,
- Mise en place d’une pédagogie de projet...
Les freins
- Travailler de manière pluridisciplinaire (physique-chimie, SI, mathématiques
- Anticiper les besoins-élèves
- Gérer l’hétérogénéité des propositions
- l’enseignant doit se familiariser avec le matériel, l’imprimante 3D, la programmation
Les pistes
- Réaliser un premier colorimètre afin de repérer les éventuels difficultés des élèves
- Travailler avec les collègues de SI
- La première année, commencer par un projet "allégé"
Documents complets
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format PDF - 626.5 kio
- Crédits : bfareneau
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format Zip - 1 kio
- Crédits : bfareneau
- Boitier du colorimètre
Auteur
- Bertrand FARENEAU