Une situation problème...plusieurs activités

Mardi 20 février 2018 - 16:00

Exploiter une ressource pour élaborer son enseignement (P3) 

De très nombreuses ressources, sont actuellement à disposition des enseignants, sur les sites institutionnels ou autres. Compte tenu des besoins des élèves et de la progression, elles doivent être adaptées par le professeur.  Une même ressource peut ainsi être exploitée de différentes manières pour élaborer des taches complexes ou des activités de niveaux différents.

I La bouilloire

La présentation ci-dessous illustre comment mettre en œuvre la progressivité des apprentissages à partir d’une ressource disponible sur Eduscol : la Bouilloire http://cache.media.eduscol.education.fr/file/Energie/90/6/RA16_C4_PHCH_energie_bouilloires_N.D_591906.pdf

A lire absolument avant l’ascension du Mont Ventoux !

Des versions adaptées aux besoins des élèves :

Version 1 Version 2 Version 3

 

L'ensemble des ressources "La bouilloire".

 

 II. L’ascension du Mont Ventoux

Cet article présente plusieurs exemples de tâche complexes ou activités élaborées à partir d’une ressource disponible sur le site Éduscol : l’ascension du Mont Ventoux

http://cache.media.eduscol.education.fr/file/Energie/91/4/RA16_C4_PHCH_energie_ventoux_N.D_591914.pdf

 

   1. La fiche situation problème

Afin d’évaluer le niveau de difficulté d’une ressource-tâche complexe- proposée, il est nécessaire d’expliciter l’ensemble des connaissances et capacités que l’élève doit mobiliser pour résoudre la problématique.

Cette explicitation des connaissances et capacités est réalisée à l’aide de la grille académique et permet d’élaborer la Fiche Situation Problème.

La Fiche Situation Problème comporte : la problématique, les documents, les connaissances à mobiliser et la grille des capacités susceptibles d’être travaillées.

Elle permet à l’enseignant d’identifier si l’activité va permettre de travailler les objectifs qu’il vise en termes de connaissances mais surtout en termes de capacités ou compétences. Il ne lui restera qu’à élaborer l’activité adaptée aux besoins des élèves et à la progressivité des apprentissages mise en place.

Exemple : Fiche Situation Problème Mont Ventoux.

 

 

   2. Exploiter une Fiche Situation Problème 

   La Fiche Situation Problème est exploitée pour élaborer :

  • soit des tâches complexes de niveaux de difficulté différents : la démarche scientifique est mise en œuvre en autonomie pour répondre à des problématiques plus ou moins complexes
  • soit des activités pour former à des capacités ou compétences identifiées : la démarche de résolution est plus ou moins guidée. La mobilisation des capacités ou compétences est ‘appelée’ par un questionnement.

 

   3. Utiliser une même situation pour élaborer des activités différentes

   La situation problème et la problématique sont inchangées pour les trois activités.

  • Expert : un questionnement ‘minimaliste’ pour faciliter l’appropriation
  • Intermédiaire et débutant : un questionnement adapté permet de guider la démarche. L’élève résout des tâches simples ou semi-complexes.

   Attention : une vigilance est à apporter à la structuration du questionnement qui doit mettre en évidence les étapes de la démarche de résolution. (Pas plus de 5 questions à la suite. L’objectif visé par le questionnement est indiqué en amont)

   Les 3 activités ci-dessous illustrent cette exploitation. Les questionnements mettent en évidence les différents niveaux de difficulté.

Activités Mt Ventoux  débutant

  I. Énergie à fournir aux muscles pour l’ascension

  1. Calculer l’énergie Ep de position nécessaire pour l’ascension.
  2. Déterminer l’énergie EF de compensation des travaux des forces de frottement.
  3. En déduire l’énergie EFM  qui doit être fournie par les muscles.
  4. En tenant compte du rendement des muscles, calculer l’énergie ER à fournir aux muscles.

  II. Énergie compensée par la boisson au cola

  1. Calculer l’énergie EM nécessaire au métabolisme.
  2. En déduire l’énergie totale ET qui doit être compensée par la boisson au cola

  III. Volume de boisson au cola nécessaire

  1. En tenant compte du rendement des aliments, calculer l’énergie EB que doit apporter la boisson au cola.
  2.  Calculer le volume V de boisson au cola nécessaire pour compenser l’énergie dépensée lors de l’ascension du Mont Ventoux.

Activités Mt Ventoux   intermédiaire

  I. Énergie à compenser par la boisson au cola

  1. Déterminer l’énergie EFM  qui doit être fournie par les muscles.
  2. Calculer l’énergie ER qu’il faut fournir aux muscles.
  3. Calculer l’énergie totale ET qui doit être compensée par la boisson au cola.

  II. Volume de boisson au cola nécessaire

  1. Calculer l’énergie EB contenue dans la boisson au cola.
  2. Calculer le volume V de boisson au cola nécessaire pour compenser l’énergie dépensée lors de l’ascension du Mont Ventoux.

Activités Mt Ventoux   expert

Consignes : Déterminer la valeur de l’énergie consommée par le cycliste qui doit être compensée par la boisson au cola et en déduire le volume de boisson au cola nécessaire.

 

   4. Adapter une situation problème pour élaborer des tâches complexes de niveaux différents

   Une autre exploitation à envisager : c’est cette fois la situation-problème qui est modifiée pour obtenir des taches complexes de niveaux de difficulté différents. La grille des capacités associée à chaque tâche complexe met en évidence les différents niveaux de difficultés.

   Exemple sur la compétence ‘Réaliser’

Tache complexe Débutant

Exploiter un graphique : à partir de la vitesse calculée, déterminer la valeur de l’énergie.

Reconnaitre et utiliser la proportionnalité :

  • Apport énergétique des aliments
  • Énergie apportée par la boisson en fonction du volume.: 

Appliquer une relation : Et = 1/0,45 x ((Ep+Ef )/0,3) + Em

Utiliser la calculatrice.

TC 1 Intermédiaire

Exploiter un graphique : à partir de la vitesse calculée, déterminer la valeur de l’énergie.

Utiliser et exploiter une relation 

Énergie de position : Ep = m x g x h

Reconnaitre et utiliser la proportionnalité :

  • Rendement des muscles
  • Énergie apportée par la boisson en fonction du volume.

Utiliser la calculatrice.

Convertir des unités : convertir des J en kJ

TC 2 intermédiaire

Exploiter un graphique : à partir de la vitesse calculée, déterminer la valeur de l’énergie.

Utiliser et exploiter une relation 

Énergie de position : Ep = m x g x h

Reconnaitre et utiliser la proportionnalité :

  • Rendement des muscles
  • Apport énergétique des aliments
  • Énergie apportée par la boisson en fonction du volume.

Utiliser la calculatrice.

Convertir des unités : convertir des J en kJ

TC Expert

Exploiter un graphique : à partir de la vitesse calculée, déterminer la valeur de l’énergie.

Utiliser et exploiter une relation :

  • Métabolisme : [(13,707 x M) + (492,3 x T) - (6,673 x A) + 77,607] x 4,18
  • Energie de position : Ep = m x g x h

Reconnaitre et utiliser la proportionnalité :

  • Rendement des muscles
  • Apport énergétique des aliments
  • Énergie apportée par la boisson en fonction du volume.

Utiliser la calculatrice.

Convertir des unités : convertir des J en kJ

 

 

L'ensemble des ressources "L'ascension du Mont Ventoux".

 

 III. Remplacer la chaudière : classique ou à condensation ?

Cet article présente plusieurs exemples de tâche complexes ou activités élaborées à partir d’une ressource de STS.

 

   1. La fiche situation problème

La Fiche Situation Problème comporte : la problématique, les documents, les connaissances à mobiliser, la grille des capacités susceptibles d’être travaillées et un corrigé.

 

   2. Utiliser une même situation pour élaborer des activités différentes

   La situation problème et la problématique sont inchangées pour les quatre activités.

  • Expert : un questionnement ‘minimaliste’ pour faciliter l’appropriation
  • Intermédiaires et débutant : un questionnement adapté permet de guider la démarche. L’élève résout des tâches simples ou semi-complexes.

  Les 4 activités ci-dessous illustrent cette exploitation. Les questionnements mettent en évidence les différents niveaux de difficulté.

Activités Chaudière débutant

  I. Masse de propane mpropQ brulée chaque jour 

  1. Calculer la quantité de chaleur Q nécessaire pour chauffer l’eau de 18 à 70 °C.
  2. Déterminer les pertes puis le rendement h des deux chaudières.
  3. Calculer de la quantité de chaleur QpropQ fournie par le propane pour chaque chaudière.
  4. Calculer la masse de propane mpropQ brulée chaque jour pour chaque chaudière.

  II. Durée de l’amortissement de la chaudière à condensation.

  1. Calculer le coût quotidien ppropQ du propane pour chaque chaudière.
  2. Calculer le coût annuel ppropA du propane pour chaque chaudière.
  3. Calculer le nombre d’années A d’amortissement de la chaudière à condensation.

  III. Taux d’émission de CO2.

  1. Écrire et équilibrer l’équation de la combustion complète du propane.
  2. Calculer la masse mCO2 de CO2 fabriquées chaque jour par les deux chaudières.
  3. Calculer le taux d’émission ECO2 de CO2.

 IV. Choix de la chaudière à installer.

  À partir des résultats des parties I et II, justifier un choix  de chaudière.

Activités Chaudière intermédiaire 1

  I. Masse de propane mpropQ brulée chaque jour

  1. Calculer la quantité de chaleur Q nécessaire pour chauffer l’eau de 18 à 70 °C.
  2. Calculer la quantité de chaleur QpropQ fournie par le propane pour chaque chaudière.
  3. Calculer la masse de propane mpropQ brulée chaque jour pour chaque chaudière.

  II. Durée de l’amortissement de la chaudière à condensation.

  1. Calculer le coût annuel ppropA du propane pour chaque chaudière.
  2. Calculer le nombre d’années A d’amortissement de la chaudière à condensation/classique.

  III. Taux d’émission de CO2.

  1. Calculer la masse mCO2 de CO2 fabriquées chaque jour par les deux chaudières.
  2. Calculer le taux d’émission ECO2 de CO2 pour chaque chaudière.

  IV. À partir des résultats des parties I et II, justifier un choix de chaudière.

Activités Chaudière intermédiaire 2

  I. Durée d’amortissement de la chaudière à condensation/chaudière classique

  1. Après avoir déterminer la quantité de chaleur Q nécessaire pour chauffer l’eau de 18 à 70 °C, calculer la masse de propane mpropQ brulée chaque jour pour chacune des chaudières
  2. Calculer le nombre d’années A d’amortissement de la chaudière à condensation.

  II. Déterminer le taux d’émission de CO2 pour chacune des chaudières

  III. À partir des résultats des parties I et II, justifier un choix de chaudière.

Activités Chaudière expert

Consignes : Justifier un choix de type de chaudière qui s’appuierait sur le surcoût d’une chaudière à condensation par rapport à une chaudière classique et le taux d’émission de CO2 pour chaque type de chaudière.

 

L'ensemble des ressources "Remplacer la chaudière : classique ou à condensation".