Simulations et mini-applications de physique - Thierry Karsenti

Cadre pour la formation des enseignants de physique au cours secondaire | |
Projet final Tout enseignant de sciences physiques au cours secondaire doit avoir de sa
matière une bonne maîtrise qui lui permette de l'enseigner à ce niveau,
mais aussi une pédagogie appropriée qui lui permette de développer chez ses
élèves une bonne compréhension et de l'enthousiasme pour la physique. Le développement des technologies de l'information et de la communication
(TIC) offre de nouvelles opportunités. Les TIC peuvent en effet être
utilisées pour mettre l'enseignement à la portée d'étudiants vivant loin
des institutions traditionnelles de formation des enseignants et qui, en
d'autres circonstances, n'auraient pas eu la chance d'apprendre à devenir
des enseignants. Les TIC permettent par ailleurs d'enseigner la physique
d'une manière à la fois différente et intéressante. Après un examen approfondi des différentes matières constituant le
programme de formation en physique, le contenu de la matière a été regroupé
en 14 modules présentant une certaine utilité et de la cohérence interne.
L'on a ainsi articulé le contenu de l'apprentissage autour d'objectifs
clairs pour chaque matière. Tous les modules ont été bâtis selon un cadre
commun et l'étudiant consacrera à peu près une soixantaine d'heures
d'études à chacun d'eux pour les achever. Le cadre conçu pour chaque module se présente comme suit : |Introduction et objectifs du module |Suggesti|
| |on |
| |d'usage |
| |des TIC |
| |dans |
| |toutes |
| |les |
| |matières|
|Matière A | |
|Matière B | |
|Matière C | |
|Matière D | |
|Matière E | |
|Enseignement de la physique à l'aide des TIC |
|Travaux pratiques | | Chaque module contient : . Une introduction et des objectifs qui donnent la justification du
module
. Habituellement 6 matières qui, ensemble, constituent un domaine
cohérent de la physique
. Des objectifs d'apprentissage clairement définis pour chaque matière
. Des suggestions pour l'usage des méthodes de TIC pour chaque matière.
Par ailleurs :
. Les activités de chaque matière devant faire intervenir l'apprenant
doivent être créées
. Il faut inclure dans le module les questions d'autoévaluation pour
chacune des matières devant faire l'objet de l'apprentissage
. Les matières portant sur la pédagogie spécifique de l'enseignement de
la physique à l'aide des TIC pourraient être associées au module ou
être enseignées comme « bloc » séparé où elles pourraient constituer
un cours indépendant pour les enseignants sollicitant une formation en
cours d'emploi. Ce module est en cours de préparation par le groupe
chargé des TIC
. Des travaux pratiques pourraient (le cas échéant) être associés à
chaque module pour être intégrés ou enseignés comme « bloc » séparé (à
l'occasion d'un stage d'enseignement à caractère résident, par
exemple) au cas où les étudiants ne jouissent pas d'un accès régulier
aux laboratoires. Voir Annexe A pour quelques exemples indicatifs. L'environnement d'apprentissage en ligne est suffisamment flexible pour que
les modules soient étudiés dans n'importe quel ordre. En effet, de nouveaux
modules pourraient être configurés à partir des éléments constitutifs de la
matière (voir Annexe C). Cependant, un ensemble de modules est suggéré pour
tenir compte des exigences les plus courantes des sciences physiques dans
les pays participants. Pour appliquer le cadre standard, certains domaines
de la physique ont été divisés en deux - et dans ces cas, le premier des
deux modules doit être étudié avant le second. Les institutions partenaires
(IP) pourraient choisir d'affecter leurs propres niveaux et leur propre
ordre d'études à chaque module selon leurs systèmes habituels
d'approbation. La liste ci-après n'est donc pas une proposition d'ordre
d'enseignement des modules. Modules stabilisés 1. Mécanique 1
2. Mécanique 2
3. Mécanique des fluides
4. Optique géométrique et Optique physique
5. Propriétés de la matière
6. Physique Thermique
7. Electricité et magnétisme 1
8. Electricité et magnétisme 2
9. Physique atomique
10. Physique nucléaire
11. Physique mathématique 1
12. Physique mathématique 2
13. Relativite restreinte
14. Mécanique quantique
15. Physique des états solides
16. Physique statistique
17. Electronique
(Les deux modules suivants sont transversaux ; ils sont communs à toutes
les disciplines.)
18. Notions de pédagogie générale
19. Evaluation des apprentissages
Toutes les matières doivent faire un usage maximal et approprié des TIC
pour l'enseignement et l'apprentissage de la physique. Un certain nombre
d'usages possibles des TIC ont été suggérés. De l'expérience que les
étudiants font de la physique dépendront leurs stratégies futures
d'enseignement ; par conséquent, l'expérience propre que les étudiants font
des TIC en étudiant les modules doit être un modèle de bonne pratique. Evaluation L'évaluation de l'étudiant au niveau de chaque matière se fait à l'aide
d'une panoplie de techniques (autoévaluation) informelles (telles que les
interrogations en ligne) et à travers des opportunités de contrôle continu.
L'évaluation sommative formelle se déroule au niveau du module. Lors de
l'élaboration d'une politique d'évaluation : . l'institution partenaire (IP) assume la responsabilité de
l'évaluation et de la certification
. il faut veiller à réduire au maximum le fardeau de l'évaluation
afin d'encourager les taux de rétention et les effectifs élevés
d'entrée dans la profession enseignante
. il faut tenir compte de l'objectif des évaluations formative et
sommative lors du choix des méthodes d'évaluation
. il faut tenir compte du coût potentiellement élevé des évaluations
multiples. Appui aux apprenants Il est important de veiller à ce les besoins en « ressources humaines »
complètent l'usage des nouvelles technologies. Il est possible de compléter
les activités en ligne par des cours magistraux dispensés dans les cadres
potentiels ci-après : . des centres externes entretenant des rapports bilatéraux avec l'IP
. les écoles pouvant appuyer les initiatives de l'enseignant
. les conseils d'autres enseignants participant au programme au niveau
local (et plus particulièrement l'organisation de conférences
synchrones et asynchrones en ligne)
. les technologies telles que la téléphonie mobile peut relier
l'étudiant à d'autres étudiants et à des enseignants
. l'utilisation de pages web comme « tableau de bord » pour échanger des
informations et des actualités et pour faciliter la constitution de
groupes de distribution de courrier. Il est important d'identifier des opportunités d'appui local et d'envisager
la « formation des formateurs » qui puissent faciliter la duplication des
activités entreprise au niveau du programme. Assurance de qualité La qualité des supports d'ALeD utilisés en ligne peut être assurée par la
mise en vigueur des principes suivants :
. le cadre de la formation des enseignants de physique est approuvé par
les institutions partenaires
. tous les modules sont créés sur la base du cadre adopté
. les premières ébauches des modules sont minutieusement lues au niveau
de l'équipe des auteurs
. les ébauches sont par la suite minutieusement lues par certains
membres du groupe de physique
. les résultats du test en cours d'élaboration (test pilote) des
principaux éléments aussi bien de l'environnement en ligne et du
premier jeu de module par les élèves-professeurs doivent servir de
base aux versions finales. Principes de rédaction pour les auteurs de module Lors de la rédaction des modules, les auteurs doivent tenir compte de ce
qui suit : Les objectifs visés par les bénéficiaires du programme en fin de formation . Un enseignant en fin de formation doit avoir de la physique une
connaissance suffisamment bonne pour l'enseigner dans un cadre
scolaire
. Un enseignant en fin de formation doit posséder des aptitudes
pédagogiques nécessaires pour assurer efficacement l'apprentissage de
la physique au cours secondaire, notamment avec l'aide des TIC et en
faisant lui-même l'expérience de l'enseignement des modules. Problèmes à régler avant d'entreprendre l'enseignement du nouveau contenu
de physique . Etudier les voies et moyens d'aborder les erreurs et les idées fausses
les plus courantes
. Définir clairement l'objet du nouveau contenu
. Veiller à tenir compte des questions d'égalité telles que le genre,
les noms, etc.
. Donner aux étudiants l'opportunité d'envisager les notions de physique
qui leur sont enseignées à travers un certain nombre de contextes et
d'exemples différents qui ont de l'importance aux yeux des étudiants. Conception de contenu . Décider de l'ordre de présentation des idées de chaque matière
. A chaque niveau, tenir compte du type de connaissances préalablement