CONSTRUIRE UNE SÉQUENCE SUR LES GAZ
UTILISANT UN LOGICIEL DE SIMULATION
(mise à jour de mai 2004)

Françoise Chauvet, Chantal Duprez, Isabelle Kermen, Philippe Colin, Marie-Bernadette Douay
 

Présentation

     Les documents présentés sont conçus pour fournir aux enseignants des outils pour construire une séquence d'enseignement utilisant un logiciel de simulation. Le thème choisi est celui des propriétés thermoélastiques des gaz, thème qui est traité en seconde depuis les programmes en vigueur à la rentrée 2000 (B.O. n° 6 Hors série, p. 5-23, 1999). Bien sûr le logiciel peut être utilisé à d'autres niveaux, du collège à l'université.

     Ces documents constituent un guide et un ensemble de ressources pour que les enseignants y puisent la matière pour construire leur propre séquence d'enseignement, adaptée à leurs élèves. Pour favoriser le renouvellement des stratégies pédagogiques, nos intentions didactiques sont :

• d'exploiter les possibilités de l'outil informatique pour explorer le modèle du gaz parfait au niveau microscopique (même si d'autres logiciels de simulation sur les gaz se trouvent sur le marché),

• de mettre en oeuvre des stratégies d'enseignement qui prennent en compte les idées communes et les raisonnements des élèves.

Les résultats de recherches didactiques, déjà menées sur ce thème auprès d'élèves de collège et d'étudiants, montrent que les difficultés pour la compréhension des concepts de gaz, pression, température, modèle microscopique... sont nombreuses et persistantes. L'usage de la simulation peut être l'occasion d'une nouvelle approche pour aborder ces concepts.

Plan d'ensemble

     Présentation

A. Intentions générales d'une séquence utilisant le logiciel de simulation
     A.1. Présentation du logiciel
     A.2. Un outil pour l'apprentissage des élèves
     A.3. Apprentissages attendus des élèves
     A.4. Modalités de travail avec les élèves

B. Outils pour la construction d'une séquence
     B.1. Compléments sur la théorie cinétique et le modèle du gaz parfait
     B.2. Sensibilisation aux difficultés des élèves de seconde

C. Des scénarios pour un parcours conceptuel
     C.1. Prise en mains rapide du logiciel Atelier cinétique
     C.2. Un exemple de scénario élève

D. Des résultats d'expérimentations de séquences
     D.1. Effets de la seconde à l'université
     D.2. Appropriation par les enseignants stagiaires d'IUFM
     D.3. Des réactions d'élèves de seconde

     Bibliographie

NDLR sur la mise à jour 2004
Depuis la première publication, sur le site de l'EPI en juin 2003, l'équipe « Simulation Gaz » a poursuivi ses travaux, au Lycée ce qui a permis d'affiner les scénarios d'utilisation et donc les documents d'accompagnement et à l'Université en proposant une autre facette de la simulation où la paroi oscille en suivant les fluctuations des chocs des particules.
Tout ceci justifie amplement le remaniement de cet article.
Attention l'applet Gaz.jar a aussi été largement remanié (même si c'est peu visible), si vous téléchargez cette version de mai 2004 détruisez les versions antérieures.

En 2005, à la suite de la mise à jour par Sun de sa plate-forme Java®, l'exécution de l'applet Gaz.jar présente parfois une anomalie au premier affichage de l'onglet visualisation. Pour une parade cliquer ICI.

___________________
Association EPI
Mai 2003, mai 2004