UNE SEANCE DE MODULE. -...

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Sommaire Editorial des IEN.………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3 Ovales et Ellipses ………………………………………………………………………………………………………………… 4 CREDIT – Le TAEG remplace le TEG……………………………………………………………………………… 8 TANGRAM Chinois……………………………………………………………………………………………………………… 9 Calculer les coordonnées des points du plan…………………………………………………………………… 13 Des fonctions numériques usuelles…………………………………………………………………………………… 14 Repérage en Antarctique et fonctions…………………………………………………………………………… 16 Des mots croisés en Mathématiques………………………………………………………………………………… 19 Travaux Pratiques sur les gaz parfaits 22 Et la pression c’est quoi ! …………………………………………………………………………………………………… 30 La mécanique des fluides (TP) …………………………………………………………………………………………… 33 Les ions et les solutions ioniques……………………………………………………………………………………… 37 Le tableau périodique par les cartes Travaux………………………………………………………………… 41 Les mathématiques font leur cirque………………………………………………………………………………… 43 Spirale Numéro 14 2 MATHEMATIQUES PYSIQUES & CHIMIE PEDAGOGIE

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SommaireEditorial des IEN.…………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3

Ovales et Ellipses …………………………………………………………………………………………………………………

4

CREDIT – Le TAEG remplace le TEG……………………………………………………………………………… 8

TANGRAM Chinois………………………………………………………………………………………………………………

9

Calculer les coordonnées des points du plan…………………………………………………………………… 13

Des fonctions numériques usuelles…………………………………………………………………………………… 14

Repérage en Antarctique et fonctions…………………………………………………………………………… 16

Des mots croisés en Mathématiques…………………………………………………………………………………

19

Travaux Pratiques sur les gaz parfaits 22

Et la pression c’est quoi ! ……………………………………………………………………………………………………

30

La mécanique des fluides (TP)…………………………………………………………………………………………… 33

Les ions et les solutions ioniques……………………………………………………………………………………… 37

Le tableau périodique par les cartes Travaux………………………………………………………………… 41

Les mathématiques font leur 43

Spirale Numéro 142

MATHEMATIQUES

PYSIQUES & CHIMIE

PEDAGOGIE

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cirque…………………………………………………………………………………

4ème de couverture : Lycée Professionnel Beauregard…………………………………………………………………………………… 48

Devenez auteur dans le prochain numéro de SPIRALE !Composez vos articles sur Word et envoyez-les via INTERNETAdressez votre courriel à : [email protected]

Éditorial des IEN

mai 2004

il suffit de le vouloir !

Dans une classe, nous sommes intimement convaincus que la motivation des élèves est directement proportionnelle à celle de son professeur pour l’enseignement qu’il dispense.

Lorsque nous observons, et cela nous arrive trop souvent, un cours magistral très classique (au tableau avec la craie), issu d’un manuel datant de quelques années, nous nous ennuyons assez (même si l’on remplace la craie par un feutre effaçable !) et nous devons nous imposer des efforts pour le suivre intégralement. Nous nous disons alors que nous comprenons les élèves qui ne sont pas motivés, qui se mettent à bavarder et doivent être menacés d’une sanction.Ils disent que cette leçon n’est pas  « top », c’est à dire qu’elle est ringarde et sans intérêt à leurs yeux. Il est vrai que ce type de cours, les rebute car il est en rupture complète avec leur environnement actuel.

En effet, chez eux, ils baignent dans l’univers de la télévision, dans l’espace des jeux vidéo et naviguent joliment sur l’Internet qui se démocratise chaque jour davantage. Dans le domaine professionnel aussi, les machines sont de plus en plus informatisées. Alors voilà, le PLP maths-sciences a bien du mal à les intéresser à ce qu’il a écrit au tableau avec sa craie (ou son feutre effaçable) ; il a le sentiment de ne pas lutter à armes égales. Nous dirons même plus : il se sent complètement désarmé !

Et pourtant, les armes sont souvent là, au repos dans l’établissement, à portée de la main. Nous avons eu le plaisir de les voir, pas assez souvent hélas ! Mais quand nous les voyons en action, quel changement dans la classe ! Quel regain de motivation pour ceux qui veulent en savoir plus ! Quelle satisfaction pour les élèves, et pour nous bien sûr, lorsque le professeur présente son cours en l’animant en classe avec un vidéo-projecteur, le couplant au besoin avec « Power Point » ou avec une caméra !Plus besoin d’exhiber la terrible sanction ! Ils sont intéressés parce qu’ils se sentent dans un monde qu’ils connaissent bien.

Encore une fois, nous affirmons que si l’enseignant fait un pas vers les élèves et leur univers, les élèves, en retour, en feront un vers l’enseignant et son domaine.Ce pas n’est pas si difficile à faire, nous l’avons observé plusieurs fois, il suffit de le vouloir*.

Des formations à l’utilisation des TICE sont proposées chaque année au PAF

( Plan Académique de Formation)

Spirale Numéro 143

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Jacques FORT IEN mathématiques-sciences physiquesMohamed BOUCHAREB CMIEN mathématiques-sciences

physiques

Ovales et Ellipses

Plusieurs collègues ont posé la question : quelle est la différence entre ovales et ellipses ?Ces deux courbes se ressemblent.L’ovale et l’ellipse sont deux courbes planes, fermées, symétriques par rapport à deux axes perpendiculaires.

OVALE

Il est constitué par une succession d’arcs de cercle se raccordant les uns aux autres.

1. Construction d’un ovale au quart, dont on donne le grand axe AB

1. On partage le grand axe [AB] en 4 parties égales.Donc : AC = CO = OD = DB = R.

2. On trace les 3 cercles de centres C, O, D, ayant pour rayon, R, le quart de AB.Ces cercles se coupent en 4 points E, F, G, H.

3. On trace :les droites (CE) et (DF) qui se coupent au point I.les droites (CH) et (DG) qui se coupent en J.

4. On trace les arcs de cercle de centre I et J de rayon égal à 3R.5. La figure formée par les arcs de cercles NK, KL, LM, MN est un ovale.

Spirale Numéro 144

NB : vous trouverez des informations importantes dans la rubrique "IEN" de notre site : www.ac-orleans-tours.fr/maths-lp

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Vous pouvez, de la même manière, construire des ovales au tiers ou avec une autre fraction de la longueur du grand axe.

2. Construction d’un demi-ovale dit anse de panier

1. On donne les deux axes et leur longueur AB pour le grand axe, et OC pour la hauteur.

2. On trace le demi-cercle de diamètre [AB].

3. On trace l’arc de cercle de centre C et de rayon [CD] qui coupe le segment [AC] au point E.

4. On trace la médiatrice du segment [AE] qui coupe [AB] en P et [OC] en N.

5. On place sur [AB] le point P’ qui est le symétrique de P par rapport à O, puis on trace la droite

(NP’ ).

6. On trace l’arc de cercle de centre P et de rayon PA puis l’arc de cercle de centre N et de rayon NC, puis l’arc de cercle de centre P’ et de rayon P’B.Les points F et G sont les points de raccordement.

7. La courbe formée par les arcs de cercle AF, FG, GB est un demi-ovale que l’on appelle aussi une anse de panier.

3. Problème, avec un ovale, donné au rallye mathématiques en 1997.

L’ovale représenté ci-dessous a été construit à partir d’un carré ABCD. Il est constitué de plusieurs arcs de cercle de centres A, B, C, D.

Spirale Numéro 145

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1. Construire un tel ovale en prenant AC = 10 cm.2. Calculer l’aire de la surface limitée par cet ovale. (donner le résultat arrondi au mm²).

La réponse est donnée sur le site de l’académie d’Orléans-Tours.

ELLIPSEL’ellipse est une courbe plane. C’est une conique telle que la somme des distances de chacun de ses points aux deux foyers, est constante.

L’ellipse se construit point par point.

1. Construction d’une ellipse dont au connaît la longueur des axes

1. On trace les deux cercles de centre O et de rayons égaux aux deux axes, OA et OC.

2. On trace une demi-droite, à partir du point O, qui coupe les deux cercles aux points M et N

3. Du point N on trace un segment parallèle à [CD], le petit axe.

4. Du point M on trace un segment parallèle à [AB], le grand axe.

5. Ces deux segments se coupent au point P qui est un point de l’ellipse.

6. On recommence autant de fois qu’il le faut, comme pour le point P’, puis on trace l’ellipse en joignant les points le mieux possible.

Spirale Numéro 146

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2. Construction d’une ellipse connaissant ses deux axes

1. Les deux axes [AA’] et [BB’] sont donnés.

2. On partage en parties égales les segments [AC] et [OA], par exemple en 4 parties égales.

3. On trace les demi-droites B’a’, B’b’, B’c’ etc. et Bc, Bb, Ba, etc.

4. Ces demi-droites se coupent en plusieurs points qui sont des points de l’ellipse.

5. On recommence ces constructions dans les autres rectangles. On peut aussi construire les autres parties de l’ellipse par symétrie.

6. On trace l’ellipse en joignant les points le mieux possible.

Alain CHENUET - L.P. Gustave Eiffel TOURS.(Avec l’aide de Michel LELONG et Jean-Claude DRUJON PLP structures métalliques)

CREDIT – Le TAEG remplace le TEG

Une directive européenne harmonise les différentes méthodes de calcul du taux effectif global en imposant à tous les pays de l’Union Européenne la méthode dite « équivalente ».Ainsi depuis le 1er juillet 2002 le TAEG remplace le TEG.

Quand vous prenez un crédit, la banque ou l’établissement prêteur est tenu de vous indiquer le taux du crédit. Avant le 1er juillet 2002 ce taux était le Taux Effectif Global (TEG) (voir les spirales précédents) maintenant le taux utilisé est le Taux Annuel Effectif Global (TAEG)

Ce taux s’applique aux crédits à la consommation ou aux crédits permanents (crédits revolving). Il ne s’applique pas aux crédits immobiliers.

La nouvelle manière de calculer ne change rien au coût réel du crédit ni au montant des échéances payées par le consommateur mais elle conduit à afficher un taux annuel plus élevé.

Les mensualités sont les mêmes, le taux mensuel ne change pas. Le consommateur a l’impression que le crédit est plus cher.

Le TAEG est plus proche de la réalité pour le coût du crédit.

Spirale Numéro 147

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Le TAEG s’applique à toute l’Europe et permet donc de comparer les offres de prêts.

Le TEG est un taux proportionnel.Le TAEG est un taux équivalent.

Exemple : Pour un TEG de 13,92 % le TAEG est 14,84 %.

Calculs :

TEG = 13,92 % soit

tm = taux mensuel = = 0,0116 (taux proportionnel)1 + tm = 1,0116

t’ = TAEG alors 1 + t’ = (1 + t) (taux équivalent)1 + t’ = (1,0116)1 + t’ = 1,1484

Le TAEG est donc de 14,84 %.

Pour un TEG de 5 % le TAEG est 5,12 %Pour un TEG de 12 % le TAEG est 12,68 %Pour un TEG de 10,9 % le TAEG est 11,46 %Pour un TEG de 13,5 % le TAEG est 14,37 %

Remarque : cet article s’est largement inspiré d’un article paru sur le site Internet de la CASDEN.

Alain CHENUET - L.P.Gustave Eiffel TOURSTANGRAM Chinois

PPCP

Equipe pédagogique : Mr Fauvinet professeur de français Mr Hercé professeur de structure métallique Mme Joubert professeur de maths-sciences Ce PPCP a été réalisé avec une classe de CAP serrurerie métallerie 1ère année sur l’ensemble de l’année, les élèves arrivant pour la plupart de Segpa, SES ou 3 ième insertion.

Objectifs : Réaliser un objet simple avec des élèves découvrant la filière.Pour motiver les élèves nous avons décidé de nous appuyer sur le coté ludique de la réalisation.

Les grandes phases du projet

1. Présentation du projet aux élèves.2. Travail réalisé par les élèves avec les professeurs soit sur le temps PPCP, soit sur

les heures de cours pour développer ou aborder une partie du programme.En Français

- Réalisation d’un ‘’ livret de règles ‘’ sur support informatique contenant l’ensemble des réalisations élèves.

- Ceci servant de support pour la découverte de types de textes (des règles = un texte informatif).- Découverte de l’outil informatique et du traitement de texte.

En Enseignement Professionnel- Décoder des schémas.

Spirale Numéro 148

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- Décoder des gammes de fabrication.- Inventorier et classer les phases de fabrication.- Rechercher par un tracé les données.- Réalisation de l’objet lui même : partie fabrication et finition.

En Mathématiques- Travail sur les tracés de parallèles et perpendiculaires au compas.- Reconnaissance des différentes figures géométriques.- Travail sur les aires des figures planes.- Travail sur la masse de la pièce réalisée à l’atelier en utilisant l’épaisseur de la tôle sa masse volumique.- Utilisation d’échelles. Représentation du Tangram à l’échelle 1 puis à l’échelle 0,5.

Séquences de travail sur le Tangram en maths ( heures PPCP et heures de cours )

1. Réalisation à l’échelle 1 ( carré de 10cm de côté ) en n’utilisant que le compas.2. Découpage par les élèves des différents éléments puis ils essayent de trouver par eux-

mêmes toutes sortes de formes.3. Sur un feuille A4, réalisation d’une succession deTangram à l’échelle 0,5 dans un rectangle

de 25cmx15cm.

Objectifs :- Travailler sur les échelles.- Précision des tracés.

- Répétitivité des motifs Faire une liaison avec le dessin d’art pour imaginer une grille de protection.

Voici le travail réalisé par les élèves

1. Le Tangram : La règle

2 Le Tangram   : Quelques solutions (plusieurs centaines de possibilités)

Spirale Numéro 149

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3 Frise obtenue avec une succession de 15 Tangram

4 A partir de cette ébauche les élèves ont imaginé des grilles de fenêtres possibles en supprimant ou en rajoutant des tracés. Voici plusieurs de leurs réalisations.

Spirale Numéro 1410

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Poursuite du travail

Spirale Numéro 1411

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Il est envisagé de poursuivre ce travail en donnant le Tangram ci dessous aux élèves, de leur faire trouver la méthode de construction et de le réaliser en enseignement professionnel.

C.Joubert PLP math/sciences LP Eiffel.

Calculer les coordonnées des points du plan

Un problème d’atelier   :

Cette application concerne des classes de BEP Productique, ou de bac professionnel éventuellement. Elle peut être donnée en module, en liaison avec le cours du professeur d’atelier par exemple.Il s’agit de calculer les coordonnées de points utiles pour la programmation d’une machine.

100

Le premier travail consiste à faire chercher par l’élève la meilleure position pour le point d’origine O du repère, c’est le point d’où partent le maximum de cotes.

Spirale Numéro 1412

92

R12

R30R18

20 18 422

60

10

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On place ensuite les deux axes.

Le second travail consiste à faire placer sur le plan tous les points où il y aura un changement de trajectoire de l’outil, ensuite, on peut faire compléter un tableau où apparaissent les coordonnées de ces points.

On peut faire effectuer des calculs de côte moyenne, par exemple : Quelle sera la côte moyenne dans le cas où l’on a : 20

Et enfin on peut, par la trigonométrie, faire calculer des angles.

Caroline VIGNON-LEGRAND (lycée EIFFEL- TOURS)

Des fonctions numériques usuelles

Faire correspondre aux graphes suivants, les équations données ; tous les repères sont identiques. x3  ; 3x-10  ; 5x² ; - 5x + 10  ; - 2x² - 5x + 10  ; - 10/x  ; 30 cos x ; 10 ; 40 sin xExercice N°1   :

Spirale Numéro 1413

Y= Y= Y=

Y= Y= Y=

Y= Y= Y=

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Fonctions numériques usuelles   : Exercice N°2 Faire correspondre aux graphes suivants les équations données. Tous les repères sont identiques3x² ; -5x²  ; -10x² + 50  ; 10x²- 10  ; -50x² + 10  ; -2x² - 10  ; 0,5x² - 10  ; 3x² + 10  ; 3x² - 10

Spirale Numéro 1414

Y = Y = Y =

Y = Y = Y =

Y = Y = Y =

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Repérage en Antarctique et fonctions

Voici quelques exemples d’exercices simples que j’utilise avec mes élèves de BEP ou de BAC PRO.

Repérage au pôle sudLe repérage se fait toujours dans le plan, parfois dans l’espace, je trouve intéressant de faire du repérage sur la terre en un lieu bizarre comme le pôle sud.Objectifs   : Rappel des notions de latitude et de longitude.Mesurer et tracer des angles (si, si ils ne savent pas toujours (souvent)).Lecture de documents.Utilisation d’échelles.Utilisation   : Suivant la carte que j’utilise, je demande de déterminer les coordonnées d’un lieu en longitude et distance au pôle ou en longitude et latitude ; et l’opération inverse.

Fonctions usuellesMon activité principale pendant l’étude des fonctions usuelles est de faire tracer et utiliser les représentations graphiques des fonctions. Il m’a semblé intéressant de faire reconnaître parmi des représentations graphiques les fonctions qui leur correspondent. Cela n’a rien d’original, c’est juste utilisable !Les graphe ont été réalisés avec GRAPH’X.

Objectif   : Associer représentation graphique et fonction numérique.Analyse d’un graphe juste sur son allure.Application et utilisation de la parité.

Utilisation   : Prévues au départ pour les BEP, ces feuilles d’exercices sont bien utiles avec les Bac Pro.Je les utilise soit à la fin de l’étude complète des fonctions usuelles, soit au fur et à mesure de l’étude. La feuille 3 pouvant être considérée comme un bilan final.

Hervé Dubrulle (LP J Lurçat Fleury les Aubrais)

Spirale Numéro 1415

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Spirale Numéro 1416

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Des mots croisés en Mathématiques

Spirale Numéro 1417

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N I V E A U 1

VERTICAL   :

A16   : Deux droites qui se coupent le sont.

B3   : Il possède un diamètre.

B5   : Rapport qui sert, entre autre, à calculer l’aire d’un cercle.

B8   : Se coupent à angle droit.

B11   : Surface.

D13   : Triangle qui a deux cotés égaux.

E5   : Se mesure avec un rapporteur.

H1   : Né en Grèce au 6ème siècle avant J.C.

K3   : Il en faut deux pour tracer une droite.

L13   : On utilise un compas pour le tracer.

HORIZONTAL   :

B8   : Deux droites qui ne se coupent jamais le sont (au singulier).

C2   : Droite issue du sommet d’un triangle, qui coupe le côté opposé en son milieu.

F3   : Se mesure en mètre.

J12   : instrument et étalon.

K1   : Le coté le plus long d’un triangle rectangle.

L12   : Il a 4 cotés égaux et 4 angles droits.

N7   : Longueur qui sépare deux points.

Q5   : Droite qui partage un angle en deux angles égaux.

N I V E A U 2

Spirale Numéro 1418

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VERTICAL   :

A3   : Lui seul compte, à la fin.

A6   : Décompte final.

A8   : Certains problèmes mathématiques nous le font perdre.

A10   : Au cinéma elle rase, en géométrie elle se mesure.

B1   : Axées à l’horizontale.

C12   : On peut en faire la preuve.

E5   : 10 dans une dizaine.

F8   : Vaut deux fois.

G9   : Mot qui questionne.

I2   : C’est la condition.

I4   : Un cours devrait toujours l’être.

HORIZONTAL   :

A1   : Parallélogrammes à angle droit.

C1   : Militaire, de données, ou fondement d’un savoir.

D8   : Mesure d’une difficulté, d’un angle ou d’une température.

E1   : Peuvent être numériques, algébriques, ou … rénaux !

G1   : Elle est pleine de bâtons, de barres et … de camemberts.

H8   : Certain s’il est coiffé d’un chapeau !!

I1   : Je pense donc je suis, à la deuxième personne.

I4   : C’est le nombre de merveilles.

J1   : Fonction ou cause de migraines.

J7   : A 180°, les angles le sont.

S o l u t i o n sL ’ e x e r c i c e d e n i v e a u 1   :

Spirale Numéro 1419

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L ’ e x e r c i c e d e n i v e a u 2   :

Travaux Pratiques sur les gaz parfaits

Spirale Numéro 1420

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Niveau et objectifs : les travaux pratiques proposés concernent les gaz parfaits en baccalauréat professionnel (unité spécifique T3). Le but du TP est d’introduire graduellement la loi des gaz parfaits ainsi que la notion de température absolue. Après avoir établi la loi de variation de la pression de l’air à volume constant lorsque la température ou la masse du gaz varie, ainsi que la loi de Mariotte, on peut énoncer la loi des gaz parfaits en classe. Pré-requis : paramètres d’état d’un système : volume, température, pression, quantité de matière (en mol), masse d’un gaz.Durée des manipulations de sciences physiques : 2 heures pour la loi de Charles et de Mariotte et 1 heure pour la seconde manipulation.Matériel et prix : manomètre 40 € ; 1,5 € le mètre de tuyau ; pompe de vélo (5 €) et embouts spéciaux ( 3 €). Le ballon en verre de 500 mL à un ou deux robinets pour l’étude des gaz est plus difficile à trouver mais il est proposé dans certains catalogues reçus au lycée : jusque 70 €. Ensemble manomètre et seringue loi de Mariotte : 75 €. Balance précise à 0,1 g près : 108 €. On utilise aussi des colliers à vis métalliques ou en plastique.

Quelques conseils pour la mise en place des travaux pratiques_____________________________

1) Le récipient utilisé pour effectuer la pesée de l’air sous pression peut-être simplement construit à l’aide du matériel utilisé pour les fluides et une bouteille de plastique. On utilise une bouteille de boisson gazeuse de 1,25 L qui a l’avantage de ne pas se déformer sous l’effet de la pression (jusque 2,5 bars) contrairement aux bouteilles d’eaux minérales. On introduit un bouchon percé traversé par un tube de verre dans le goulot de la bouteille. Pour le maintenir on replace le bouchon de la bouteille (préalablement percé pour laisser passer le tube de verre). On peut ensuite munir l’extrémité supérieure du tube de verre d’un robinet grâce à des tuyaux souples (voir schéma ci-dessous). Ce récipient a l’avantage de ne pas casser sous l’effet d’un choc. On pourra aussi utiliser un ballon de verre muni d’un robinet commercialisé par les fournisseurs de matériel de laboratoire.

2)

2) Introduire de l’air : pour remplir le récipient d’air (pour faire varier la masse d’air qu’il contient par exemple), on munit la pompe d’un embout conique (vendu en grande surface avec d’autres types d’embouts : aiguille, etc.) ; on ajuste sur le conduit du robinet un tuyau souple assez court de diamètre assez petit et on peut ensuite introduire l’embout de la pompe dans l’extrémité libre du tuyau.La pression de l’air monte en quelques coups de pompe. On peut atteindre 3 bar en fin de manipulation : le verre ou le plastique résiste à cette pression (on pourra calculer la force qui s’applique sur le ballon !). On ferme ensuite le robinet. Avec une bouteille de 1,25 L on peut introduire jusque 2,5 g d’air (et 10 g avec une bouteille de 5 L).

3) Mesure de la pression : pour mesurer la pression avec le manomètre cela ne nécessite pas toujours un joint très étanche. On peut par exemple introduire l’extrémité libre du tuyau du ballon (ou du récipient) dans l’extrémité libre du tuyau du manomètre en forçant un peu (voir figure ci-dessous). On peut aussi utiliser les raccords de jonction de la mécanique des fluides.

Spirale Numéro 1421

Robinet de la mécanique des fluides

Bouteille en plastique.

Tuyau souple

Bouchon de la bouteille percé.

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4) L’étanchéité : pour assurer des liaisons tuyau/manomètre ou tuyau/ballon suffisamment étanches, on peut serrer le tuyau contre son support avec un collier (vendu en grande surface) : dans ces conditions les fuites sont minimes (il faut quelques jours pour observer une baisse de pression significative).

5) Faire varier la température de l’air . Il faut pouvoir disposer d’un récipient dont le diamètre est voisin du ballon : la quantité d’eau à chauffer jusque 100 °C est moindre et plus facile à transporter. Il faut prendre des gants pour verser l’eau chaude ce qui évite les brûlures. La température de l’eau versée dans le récipient tombe alors à 80 °C ou 90 °C puis elle diminue lentement au cours des deux heures (les élèves pourront siphonner l’eau chaude et rajouter un peu d’eau froide pour aller plus vite). Pour refroidir l’air du ballon en dessous de la température ambiante on utilisera un mélange réfrigérant.

Spirale Numéro 1422

Robinet du récipient d’air sous pression.

Raccord de jonction

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Difficultés théoriques________________________________________________________

Certains points difficiles sont à admettre par les élèves : Lorsque l’on tare le récipient c’est bien sa masse que l’on déduit des pesées car la poussée

d’Archimède de l’air ambiant diminue la masse pesée de la masse du volume d’air déplacé par le récipient (qui est sensiblement égale à la masse d’air contenue dans le récipient si les conditions ambiantes sont stables). Par la suite le même raisonnement montre que c’est bien la masse d’air introduite qui est pesée. Pour s’en convaincre il faut se rappeler que le poids est une force à distance : on écrit que le système pesé est en équilibre sous l’action des forces extérieures qui s’appliquent dessus (poids du récipient, poids de l’air contenue dans ce dernier, poussée d’Archimède et réaction R de la balance sur le ballon). La balance mesure l’intensité de la force exercée par le récipient sur elle (d’après le principe d’action et de réaction c’est R).

Si la pression et la température de l’air ambiant ne changent pas au cours de l’expérience, la pression que l’on mesure au manomètre est la pression de l’air introduit lorsqu’il occupe seul le volume de la bouteille à la température ambiante. En effet d’après la loi de Dalton la pression dans le ballon p est la somme de la pression partielle de l’air initialement présent dans la bouteille p1, et de la pression partielle de l’air introduit à la pompe p2. La pression partielle de l’air initialement présent dans la bouteille est la pression initiale de l’air ambiant pa si la température ambiante ne varie pas (p1= pa). Par ailleurs le manomètre mesure la pression relative de l’air du ballon c’est à dire, si la pression atmosphérique est constante, p- pa ; d’après ce qui précède il mesure donc p2.

La pression de l’air assimilable à un gaz parfait à température T est donnée par la loi des gaz parfaits : p= n avec M masse molaire de l’air soit 29 g/mol et R = 8,314 J/mol/K.

On a n = m/M avec m masse de l’air considéré en grammes.

Réactions des élèves _________________________________________________________

Ces travaux pratiques ont été testés sur deux ans en baccalauréat énergétique. Les élèves trouvent une valeur du zéro absolu à moins de 5 % près de la valeur attendue et les lois sont retrouvées avec la même précision. La manipulation est longue mais plusieurs élèves motivés ont réalisé intégralement le travail demandé. Ils m’ont suggéré la possibilité de refroidir l’air avec un mélange réfrigérant (leur professeur d’atelier m’a proposée de l’eau glycolée utile dans le domaine de la climatisation). Les manipulations ont donc étés modifiées. Les élèves ont émis l’idée de réaliser un petit pulvérisateur d’eau en effectuant la manipulation sur l’air sous pression : ceci est en cours de réalisation. Les échanges en classe ont donc étés fructueux. Nous avons travaillé le cours sur les gaz parfaits avec quelques exercices d’application dans leur champ professionnel (fluides frigorigènes) mais il s’avère que les formules sont difficiles à assimiler pour les élèves.

Spirale Numéro 1423

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1) Loi de Charles.

a) Manipulations.

- Faire bouillir de l’eau et la verser dans le récipient destiné à chauffer le ballon.- Pendant que l’eau refroidit effectuer les mesures permettant de compléter les deux premières lignes du tableau suivant :

t en °C - 15 0 15 30 45 60 75Pression relative

en Pa p en Pa

T en K

p /T

Remarques : le manomètre donne la pression relative de l’air dans le ballon, en lui ajoutant la pression atmosphérique pa on obtient la pression absolue p, à reporter dans le tableau.Pour obtenir une eau entre –15 et 15 °C vider le récipient et verser le mélange réfrigérant (en masse 25 % de chlorure de sodium et 75 % d’eau) : ce mélange peut atteindre un température de – 21,6 °C.

b) Exploitation des mesures.

Spirale Numéro 1424

TRAVAUX PRATIQUES : GAZ PARFAITS.LOIS DE CHARLES ET DE MARIOTTE

manomètre

Récipient pour bain-marie

Pince pour maintenir le ballon dans le récipient.

Tuyau souple

Air sous pression (environ 1,5 bar)

thermomètre

Je note :La pression atmosphérique :pa = ……………..

La température de l’air ambiant : ta = ……….

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Dans le repère de la feuille de papier millimétré, tracer la courbe de p en fonction de t en choisissant pour échelles : 1 cm représente 15 °C en abscisse et 1 cm représente 12 500 Pa en ordonnée. (l’axe des abscisses est gradué de –285 °C à 75 °C).

Par extrapolation (prolonger la courbe) en déduire la valeur de t pour laquelle p = 0 :

Vous devez trouver t = - 273 °C. C’est le zéro absolu qui permet de définir l’échelle des températures absolues (en Kelvin) par : T = t + 273. Compléter le tableau grâce à cette donnée puis énoncer la loi de Charles.

2) Loi de Mariotte.On compresse l’air d’une seringue à température constante :

Compléter le tableau suivant

V en mL 20 30 40 50 60 p en bar

p.V

Spirale Numéro 1425

Conclusion : loi de Charles. On considère un gaz parfait occupant un volume V à la pression p et température absolue T. A volume constant le rapport ……………………………..

manomètreTuyau souple

seringue

Conclusion : loi de Mariotte. On considère un gaz occupant un volume V à la pression p et température absolue T. A température constante constant le produit p.V est ……………....

p = 0 lorsque t = …………. °C

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Spirale Numéro 14

O26

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TRAVAUX PRATIQUES : GAZ PARFAITPression de l’air contenue dans un récipient rigide lorsque la masse de gaz varie.

Première étape : Le robinet du récipient rigide étant muni du petit tuyau ouvert à l’air libre, poser le récipient sur la balance et appuyer sur la tare : la balance indique zéro. Lorsque l’on reposera le récipient sur la balance on mesurera la masse d’air supplémentaire introduite notée ms.

Seconde étape : Ouvrir le robinet, introduire l’embout conique de la pompe dans l’extrémité libre du petit tuyau et introduire l’air (quelques coups de pompe suffisent). Fermer le robinet pour éviter que l’air sous pression ne s’échappe.

Mesurer la masse de gaz introduite à l’aide de la balance tarée : ms = …….. g Mesurer la pression relative du gaz à l’aide du manomètre : pr = ………… bar Reporter les mesures dans le tableau ci-dessous. Continuer à introduire de l’air de manière à faire varier la masse ms entre 0 et 2,5 g :

mesurer à chaque fois la pression et la masse d’air ms. Reporter les mesures dans le tableau.

Attention   : beaucoup d’appareils de mesure de la pression de la vie courante ou de la profession ne mesurent que la pression relative du gaz. Or les formules physiques utilisent la pression (ou encore pression absolue). Pour obtenir la pression du gaz on doit ajouter la pression extérieure à la pression relative.

Masse d’air introduite ms en gPression relative du gaz pr en barPr /ms

Noter la pression atmosphérique : pa = ………….. et la température de l’air ambiant : ta = ……….Vous admettrez que la pression relative mesurée est la pression de l’air introduit de masse ms lorsqu’il occupe seul le récipient à la température ambiante.

Troisième étape : Exploitation des résultats. Reporter dans le repère suivant la pression en ordonnée (1 cm pour 0,1 bar) et la masse de gaz en abscisse (1 cm pour 0,2 gramme).

Spirale Numéro 1427

p (bar)

0,1

0.0 g

Remarque :  On  peut  éventuellement  choisir  un récipient sphérique à la place de la bouteille plastique.

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Lorsque le volume et la température ne varient pas la pression de l’air est proportionnelle à la masse de l’air : on a la relation p = ……… m

Loi des gaz parfaits : la loi des gaz parfaits permet de prévoir le coefficient déterminé graphiquement : en effet

p = mV est le volume (en m3) occupé par la masse m d’air (en grammes) de température absolue T et de pression p (en pascals). M = 29 g/mol masse molaire de l’air et R = 8,314 SI constante des gaz parfaits.Retrouver par le calcul le coefficient déterminé graphiquement : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………Déterminer le pourcentage d’erreur commise par rapport à la valeur théorique : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

TROADEC Gaël LP philibert de l’Orme - LUCE.

Spirale Numéro 1428

O 0,2 m (g)

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Et la pression c’est quoi !

Un TP simple, en dehors du labo qui permet d’asseoir la notion de pression.

Je l’utilise principalement avec des BEP industriel. Je l’ai utilisé dans une version simplifiée avec des 3T, lors de travaux communs avec les professeurs de mécanique automobile.

Cette année je l’ai utilisé avec des 2de Elec et des 2de MSMA. Les résultats obtenus sont ceux effectués avec ma voiture personnelle. Au départ les élèves ont juste comme indication la masse de la voiture et la répartition du poids AV/AR.

Il suffit que la voiture soit garée sur une surface plate, et de disposer d’un manomètre pour mesurer la pression des pneumatiques (Ne pas oublier de prévenir la vie scolaire du déplacement).

Le TP

Situation   : les élèves ont juste abordé la notion de pression.

Objectif   : calculer réellement la pression qu’une voiture exerce sur le sol par l’intermédiaire de ses pneumatiques.

Déroulement .

1 ère étape, en salle, présentation .

Que faut-il ? La force pressante, à partir du poids de la voiture.

La surface pressée, à partir de l’empreinte de véhicule.

Comment les obtenir ? La force pressante sur une roue.

La masse du véhicule (constructeur) sur la carte grise. La masse réelle (à moins de pouvoir peser), ajouter 20% (les pleins, masse

constructeur sous évaluée pour des questions d’homologation). Calcul du poids. Répartition Avant/Arrière : pour les tractions AV modernes, généralement

55%/45% (pour un modèle diesel avec un réservoir presque vide, on atteint 60%/40%.

La surface pressée pour une roue. Les dimensions de l’empreinte pour calculer sa surface. Enlever « les sculptures » (-30% avec les pneus actuels). (on peut l’expliquer

sommairement, et le monter, voir le calculer sommairement lors des mesures).

Spirale Numéro 1429

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2ème étape, en salle, remplir la partie «   travail préparatoire   » de la fiche TP.

Travail collectif (avec tableau/rétro)

3ème étape, à la voiture, mesures.

Les élèves sont séparés en 4 groupes de 3, un par roue. Pour mesurer l’empreinte au sol, chaque groupe utilise deux feuilles de A3 et une règle graduée.

Mesurer pour chaque roue les dimensions de l’empreinte. (veiller au parallélisme des feuilles A3).

Mesure à l’aide du manomètre la pression des pneumatiques pour chaque roue.

Mesurer (si c’est possible) les largeurs additionnées des sculptures pour vérifier les 30%.

4ème étape, retour en salle.

Chaque groupe complète et effectue les calculs la deuxième partie de la fiche TP pour la roue qui le concerne.

Les résultats sont mis en communs (rétro/tableau) pour que chaque élève dispose du tableau complet.

5ème étape conclure

En complément : Après ce TP j’ai souvent fait ce même type de mesure (en plus rapide) avec des vélos (ça marche bien), des scooters (c’est un peu plus difficile) d’élèves dont ils avaient fourni les caractéristiques. Cela a permit d’aborder de manière concrète cette notion de pression qui pour eux se ramène trop souvent à du calcul.

Yves Babault LP d’Alembert Issoudun ([email protected])

Spirale Numéro 1430

L

pneumatiqueempreinte

Feuilles A3

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Fiche TP (la pression c’est quoi ?)

Remarque   :

Chaque fois que j’ai fait ce TP, j’ai trouvé une valeur calculée un peu inférieure à la valeur réelle, sans que cela ne remette en cause la comparaison de la pression mesurée et de la pression calculée. Je n’ai pas trouvé de raison objective, si ce n’est la correction de masse.

Gaël TroadecTravaux Pratiques sur la mécanique des fluides

Spirale Numéro 1431

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Niveau et objectifs : les travaux pratiques proposés concernent la mécanique des fluides en baccalauréat professionnel (unité spécifique M5). On étudie dans la manipulation un système produisant un débit d’eau constant et plus particulièrement les pertes d’énergie du fluide par frottement dans un orifice.Pré-requis : paramètres d’état d’un système (volume et pression), vitesse d’une particule fluide, proportionnalité de deux grandeurs.Durée de la manipulation : 2 heures.Matériel : la manipulation ne nécessite aucun matériel coûteux (un tube fin en verre, etc.).

Quelques conseils pratiques pour la mise en place des TP _______________________________

Il faut une bouteille de forme quelconque mais assez haute (en plastique par exemple). Le trou à la base aura un diamètre d’un ou deux millimètres pour obtenir un débit convenable (de l’ordre de 50 à 100 mL/mn). Pour connaître son diamètre avec précision cela pose une petite difficulté. Il faut par exemple percer la bouteille avec une pointe conique chauffée et après refroidissement, élargir le trou avec un fil cylindrique de diamètre connu (utiliser un pied à coulisse pour la mesure précise du diamètre).

La bouteille en plastique transparent facilite la mesure de la hauteur h.

Difficultés Théoriques___________________________________________________________

La formule du débit d’un fluide sans pertes de charge qv th = S. se démontre à l’aide du théorème de Bernoulli appliqué entre l’extrémité immergée du tube M1 (v1 = 0 et p1 égale à la pression atmosphérique) et l’orifice M2 (p2 = p1 ) sachant que qv2 = S.v2 (voir mécanique des fluides). Cette formule s’utilise en unités SI.

On démontre la formule du débit du fluide à travers l’orifice, en appliquant le théorème de Bernoulli généralisé entre l’extrémité immergée du tube M1 (v1 = 0 et p1 égale à la pression atmosphérique) et l’orifice M2 (p2 = p1 ). Celui-ci dit que la diminution d’énergie du fluide par unité de volume entre les deux points précédents, est égale à la somme des pertes de charge subies par le fluide. En ne considérant que les pertes de charge singulières dans l’orifice inférieur, on a par unité de volume une variation d’énergie DE = - a0 r v22/2 soit

r v22/2 - rgh = - a0 r v22/2 , soit 2gh = (1+a0) v22 et v2 = . = a

sachant que qv2 = S.v2 on obtient la formule recherchée. Le coefficient a dépend uniquement de la forme de l’orifice. On peut remarquer qu’un liquide de forte viscosité comme l’huile végétale s’écoulera plus lentement. D’une manière générale si les pertes de charge locales ne dépendent pas de la viscosité du liquide, les pertes de charge linéiques dépendent du nombre de Reynolds lui-même fonction de la viscosité.

Réactions des élèves ____________________________________________________________

La manipulation semble faciliter la compréhension de la notion de débit mais elle reste assez longue à réaliser pour les élèves (il a été impossible de la réaliser en une heure).

TP - MECANIQUE DES FLUIDES : débit d’un liquide

1) Montage à réaliser.

Nous allons réaliser un vase de Mariotte : un tube ouvert aux deux extrémités est enfoncé dans le bouchon d’un récipient empli de liquide. Le récipient est percé dans

Spirale Numéro 1432

100

mL

500

z1

z2

g

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sa partie inférieure et l’extrémité du tube plonge dans le liquide : soit h la hauteur entre l’extrémité immergée du tube et le trou du récipient. On a : h=z1 – z2 (voir schéma).Pour réaliser ce montage remplir au maximum la bouteille débouchée (laisser de la place pour insérer le bouchon) avec de l’eau, tout en obstruant le trou inférieur avec le doigt. Placer le bouchon et fermer l’extrémité supérieure du tube avec le doigt.On libère l’orifice inférieur :

Observations et explications : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………Libérer l’extrémité supérieure du tube et observer le niveau d’eau dans le tube :Observations et explications : …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Représenter le phénomène sur les schémas ci-dessous :

Spirale Numéro 1433

Lorsque je libère l’extrémité supérieure du tube, le niveau d’eau du tube …………………….. et l’eau …………………. par l’orifice inférieur.

Arrivé au ………… du tube le niveau d’eau s’immobilise et l’air entre dans la bouteille.

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2) Mesures.

Recommencer l’expérience ci-dessus en choisissant h = 10 cm. Quand le tube est vide d’eau on peut placer l’éprouvette sous le trou inférieur et déclencher simultanément le chronomètre : l’éprouvette commence alors à se remplir. On note le temps tout les 50 mL dans le tableau suivant :

V (mL) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500t (secondes)

0

Tracer V (en mL) en fonction de t (en s) dans le repère suivant : échelle des abscisses 1 cm pour 50 secondes et des ordonnées 1 cm pour 50 mL.

Conclusion : le volume d’eau écoulé V est …………………. au temps d’écoulement t. On appelle débit volumique qv le coefficient de proportionnalité. On a la formule suivante (qui est valable pour tout écoulement permanent d’un liquide) :

Spirale Numéro 1434

V (mL)

t (s)O 50

50

qv =

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3) Formule du débit en fonction de la hauteur h.

Calculer l’aire de l’orifice d’écoulement connaissant rayon R = ……….mm : S = ……………………………………….…..m2

Déterminer le débit volumique de l’eau qv à travers l’orifice pour une hauteur h = 13 cm :

V (mL) 0 100 200 300 400t (secondes)

0

Déterminer le débit volumique qv pour une hauteur h = 7 cm :

V (mL) 0 100 200 300 400

t (secondes)

0

Reporter les résultats des expériences précédentes dans le tableau ci-dessous :

h en cm 7 10 13qv en mL /mn

qv th = S. en m3/s : en mL/mn :

…………..

……………

…………….

………………

…………….

………………

a = à 0,01 près.

Conclusion : le débit volumique de l’eau en fonction de la hauteur h, du champ de pesanteur terrestre g et de l’aire de l’orifice S est donné par la formule :

Le coefficient a relatif aux pertes de charge du fluide (frottements) dépend de la forme de l’orifice.

Aide : La formule du débit d’un fluide sans pertes de charge qv th = S. se démontre à l’aide du

théorème de Bernoulli appliqué entre l’extrémité immergée du tube M1 (v1 = 0 et p1 = patmosphérique) et l’orifice M2 (p2 = p1 ) sachant que qv2 = S.v2 (voir mécanique des fluides) :

Cette formule s’utilise en unités SI. On démontre la formule ci-dessus en appliquant le théorème de Bernoulli généralisé

entre l’extrémité immergée du tube M1 (v1 = 0 et p1 = patmosphérique) et l’orifice M2 (p2 = p1 ) sachant que qv2 = S.v2 (voir mécanique des fluides).

TROADEC Gaël LP philibert de l’Orme - LUCELes ions et les solutions ioniques

(Ou comment l’atome devient un ion)

Spirale Numéro 1435

qv = ………

qv = ………

qv =

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Première partie   : Objectifs : Comprendre le passage de l’atome à l’ion pour un élément. Savoir déterminer la charge d’un ion à l’aide de la classification. Deviner la charge d’un ion dans un composé ionique.

Préliminaires (pré requis)   : Pour comprendre la notion d’ion, il est nécessaire d’avoir assimiler correctement dans les cours précédents le dénombrement des particules qui composent l’atome (électrons, protons et neutrons ) et la règle de l’électroneutralité de la matière.

I. Définition d’un ion :

Cette définition pose déjà un problème pour les élèves dans la mesure ou les notions d’atome et d’ion sont intimement mélangées. Pourquoi avoir des ions alors que les atomes sont suffisamment utiles. En fait, il serait préférable de dire que l’ion est un atome « spécial ».Et, qu’un même élément peut se trouver soit sous forme d’atome, soit sous forme d’ion (affirmation facilement mise en évidence avec les métaux dont la forme atomique est totalement différente de la forme ionique).

D’autre part, comment savoir si un atome va gagner ou va perdre des électrons ? Et pourquoi pas des protons ? Si ce sont des électrons, comment en déterminer le nombre ?

II   . Comment un atome devient un ion   ? Pour répondre à cette question, il semble nécessaire de rappeler ou de préciser quelques points essentiels :- Un atome est électriquement neutre (le nombre de protons + est égal au nombre des

électrons -)- La chimie et les réactions chimiques ne mettent en jeu que les électrons (modifier le

nombre de protons ou de neutrons du noyau relève de la physique nucléaire et des réactions nucléaires).

- Chaque atome a la possibilité soit de vider, soit de remplir totalement sa dernière couche (Règle de l’octet) mais dans un souci d’économie on prendra la solution du plus petit nombre d’électrons.

Spirale Numéro 1436

Un ion est un atome qui a gagné ou qui a perdu un ou des électrons

Ions positifs (cations) Ions négatifs (anions)

Perte d’électrons Gain d’électrons

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Spirale Numéro 1437

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Spirale Numéro 1438

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Remarques importantes   :

- Attention cette méthode ne fonctionne qu’avec les éléments dont le numéro atomique est inférieur à 40 et il ne faut pas tenir compte des éléments de transition.

- Immanquablement le problème du carbone va être posé par les élèves puisque l’atome de carbone peut soit gagner 4 électrons, soit perdre 4 électrons ce qui voudrait dire que le carbone peut être soit positif, soit négatif. En fait il ne donne pas d’ion au sens réel de la définition.

III . La classification et l’électrovalence   : En prenant des éléments dans une même colonne de la classification (comme Na et K ou O et S), on montre que les atomes d’une même colonne donnent des ions de même charge et risquent donc de présenter les mêmes propriétés chimiques. Comme je l’avais déjà décrit dans un précédent article (Spirale n°8 : La représentation de Lewis et les molécules en puzzles), il existe une relation entre les propriétés chimiques et la place des éléments dans la classification périodique des éléments : en effet, les éléments placés dans une même colonne ont des propriétés chimiques voisines. Mais surtout, les éléments disposés dans une même colonne ont le même nombre d’électrons sur leur niveau externe.En laissant de coté les éléments de transition, on peut observer, à partir de certaines classifications, la relation entre le numéro de la colonne et le nombre d’électrons sur le dernier niveau de remplissage comme l’indique le tableau suivant :

Colonnes I II Transition III IV V VI VII VIII ou O

Nombre d’électrons sur le

dernier niveau1 2 ? 3 4 5 6 7 8

Charges de l’ion 1+ 2+ ? 3+ ? 3- 2- 1- 0

En ce qui concerne les éléments de transitions dans lesquels on retrouve les métaux qui ont une si grande importance dans les réactions d’oxydoréduction, on verra dans un article ultérieur qu’il est possible de déterminer la charge de ces éléments à l’état ionique grâce aux anions qui les accompagnent. Cette remarque est valable aussi pour les ions complexes multiatomiques.Au fait pourquoi cations pour les ions positifs et pourquoi anions pour les ions négatifs ?

Daniel MENTRARD - Lycée Albert BAYET - TOURS 37000

Le tableau périodique par les cartes

A la découverte de la classification périodique

Voici une activité proposée pour les classes de BEP afin de découvrir le classement des éléments chimiques dans la classification périodique.

Spirale Numéro 1439

Ions positifs (cations) Ions négatifs (anions)

Frontières entre les ions positifs et négatifs

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Cette activité se présente sous la forme d’un jeu de cartes à replacer sur une grille. Ce jeu fourni en annexe est à photocopier et à découper pour chaque élève.Sur les cartes on trouve les différentes catégories d’information :

La masse atomique et le numéro atomique Quelques propriétés physiques Quelques propriétés chimiques

Mode d’emploi   : 1. En comparant les propriétés physiques et chimiques des différents éléments,

trouver la place de chaque carte sur la grille.2. Répondre aux questions suivantes :

Question 1   : Que remarquez-vous sur l’ordre de classement des numéros atomiques et des masses atomiques des éléments de chaque ligne ?…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………Question 2   : Que remarquez-vous sur l’ordre de classement des numéros atomiques et des masses atomiques des éléments de chaque colonne ?…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………Question 3   : Que pouvez-vous dire sur les propriétés physiques et chimiques des éléments placés dans une même colonne ?…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. Représenter sur chaque carte la structure électronique en couche des électrons de l’élément chimiqueQuestion 1   : Quelle remarque pouvez-vous faire sur les éléments d’une même ligne ?…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………Question 2   : Quelle remarque pouvez-vous faire sur les éléments d’une même colonne ?…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Bilan :

K. Lorant – Lemesle

Spirale Numéro 1440

…………………………………………………………………………………………………………………

…………

…………………………………………………………………………………………………………………

…………

…………………………………………………………………………………………………………………

…………

…………………………………………………………………………………………………………………

…………

…………………………………………………………………………………………………………………

…………

…………………………………………………………………………………………………………………

…………

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Spirale Numéro 1441

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La participation active, le « savoir être » et la note

Ces quelques lignes ne prétendent pas être la réponse absolue, la seule manière d’intégrer l’activité d’un élève dans la notation. Elle résulte d’une réflexion à partir de travaux et d’expériences existantes. C’est la troisième année j’intègre l’activité de l’élève dans ma notation trimestrielle avec certaines sections, pour cette année : 3ème PVP en math et en sciences, Terminale BEP Elec et MSMA en sciences, 2nde BEP Logistique te Commercialisation en math.

Cette façon de faire a permis : de remotiver certains élèves, pour d’autres, avec les CPE et la vie scolaire, de situer certains problème, de voir comment s’y prendre pour les résoudre.

Comment ne pas se limiter à la trace écrite pour évaluer un élève?

Comment évaluer la démarche scientifique et l’implication dans un TP ?

En seconde BEP, comment « raccrocher » des élèves sans vraiment de projet ?

Comment, dans la notation intégrer la participation, l’investissement d’un élève

La base de l’évaluation, dans notre système actuel reste la note. On en pense ce que l’on veut, elle est institutionnelle et obligatoire (voir bulletin trimestriels, livrets d’examen). La note est la résultante

principalement d’une suite de « contrôles », peut-être de la vérification de documents (classeurs), d’interrogations orales. Elle est presque toujours basée sur l’évaluation d’une trace écrite, interface obligée.

Que faire si cette interface est déficiente, ou ne s’adapte pas à ce que l’on souhaite évaluer ?

En math : comment traduire l’investissement d’apprentissage, de recherche, en TD.

En sciences : comment établir pour un élève une note trimestrielle qui prennent en compte la démarche scientifique, l’esprit d’analyse et l’observation, l’initiative, l’implication dans un TP sans le réduire à la notation d’un TP ou d’un contrôle.

Pour la « trace écrite », nous savons tous, à partir des objectifs d’une leçon, d’un TP bâtir une évaluation sous forme de documents et de questions. Les réponses fournies, quelques soient leurs formes et

associées à un « barème », établiront la note. Pour l’activité, il faut utiliser la même méthode.

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La Note :

La participation :

Préambule :

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Pour bâtir une évaluation il faut : A partie d’une capacité Etablir une (des) compétence(s) Pour chaque compétence, définir des critères observables.

Evaluer : c’est « observer » et synthétiser les résultats des observations.

La démarche d’évaluation :

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Evaluer, petit rappel :

Une compétence (et son niveau d’acquisition)

Choisie dans le référentiel

Définir :

Préparer : Une activité, un travail

A partir du choix précédent

Définir : Des CRITERES OBSERVABLES

Sur l’activité ou le travail

Travail et activité élève

Etablir :L’analyse,

La synthèse des observations,le bilan

la synthèse des observations,

Déterminer : Le niveau d’acquisition de la compétence

Préparation 

Evaluation

Déroulement

Sur l’activité, le travail, la trace laissée

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Ce que j’utilise.

(Voici un exemple, une feuille de l’an passé, en 3T )

Le principe utilisé est celui d’une grille à 4 colonnes correspondant à une compétence ou un groupe de compétences. Chaque élève part avec un capital de 10 points. Chaque évaluation positive pour une compétence apporte un point en plus, chaque évaluation négative, un point en moins. La note est évolutive sur une période (trimestre entier ou moitié).

Avant la mise en œuvre, la grille est expliquée aux élèves, ainsi que les compétences correspondant à chaque colonne et les critères associés, leur évolution possible aussi. Il y a une période de familiarisation de deux semaines. Ensuite la grille fonctionne en fonctionnement continu.

La grille est à tout moment disponible pour les élèves. Une situation globale est fournie chaque semaine. La note est arrêtée à la fin d’une période ou du trimestre.Cette note est ensuite intégrée dans la moyenne des notes du trimestre. Elle représente, une note pour 3 ou 4 notes d’évaluations classiques.

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Support :

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La grille du premier trimestre de ma classe de 3T en math. Les compétences et les critères sont une option

personnelle.

Les quatre capacités retenues  : Matériel et Documents (Doc. & Matériel). Initiative, motivation, activité, personnelle et au sein de la classe (Travail

fait & activité). Respect des consignes et des procédures, individuelles, collectives

(Respect des consignes). Savoir être et civilité (Vie de groupe et civilité).

Les critères de base  :

Doc. & Matériel Travail fait & activité

J’ai mon matériel et mes documents. Je respecte le matériel de mes

camarades, le matériel collectif. Je n’ai pas mon matériel ou mes

documents. Je ne respecte le matériel de mes

camarades, le matériel collectif.

J’ai effectué le travail demandé (pendant le cours, à l’extérieur). J’ai participé au fonctionnement de la

classe (travail de groupe, participation, implication).

J’ai refusé de participer au travail de la classe.

J’ai bâclé le travail demandéRespect des consignes Vie de groupe et civilité

J’ai respecté les consignes collectives et individuelles (ou non).

J’ai respecté les procédures ou modes opératoires (ou non)

J’ai eu une attitude responsable et civique (envers la classe ou moi)

J’ai utilisé un vocabulaire correct, j’ai eu une attitude civile envers mes camarades (ou non).

J’ai utilisé un vocabulaire correct, j’ai eu une attitude civile envers le professeur. (ou non)

Quand j’ai été  rappelé à l’ordre », je ne me suis pas arrêté.

Les compétences ne seront pas les mêmes pour chaque section. Les critères sont adaptés. Ils serons montrés et expliqués pendant la période de familiarisation.

La fréquence sera adaptée à la section, ne pas tomber dans l’excès !

Les évaluations peuvent être globales (pour toute la section) ou juste pour un élève à un moment, comme les autres notes, à nous d’en apprécier la pertinence et la cohérence.

Lorsque l’on met un moins à un élève, ne pas le «   sanctionner   » deux fois , ou cela relève de l’activité, et le moins seul se justifie, ou cela relève de la discipline, et l’on utilise la gamme classique des sanctions possible (travail supplémentaire, consigne, ….)

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Concrètement :

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Penser à mettre en valeur le «   positif   » , ce ne doit pas être une « note sanction », il ne doit pas y avoir de déséquilibre en le nombre de signes pour chaque élève.

Ne pas tomber dans l’excès de + et de – ni de temps passé ! Conserver la cohérence   ! Ne pas se laisser gagner par «   l‘affectif   » , toujours faire référence aux critères.

Ce n’est pas un remède miracle, mais pour moi un outil complémentaire.

Remarque pratique : dans une classe « ordinaire, on s’aperçoit pour la classe que cette moyenne est supérieur de un à deux points par rapport à celle des travaux classiques sur la même période. Ceci correspond à la participation des élèves travailleurs, mais peu à l’aise sur les travaux abordés.

La grille d’évaluation de l’élève en PPCP. Elle vise le même objectif avec une approche différente. Elle demande une adaptation au niveau des compétences et des critères pour nos disciplines. L’an prochain, je pense essayer une approche de ce type avec une section.

L’évaluation du travail de l’élève en EPS. Il y a beaucoup à apprendre de ce côté.

Ce que je peux dire simplement, c’est que la grille que j’utilise fonctionne depuis trois ans, sans problème particulier.

L’important n’est pas la forme que l’on va adopter, mais de pouvoir valoriser de manière concrète l’activité d’un élève au delà de la simple trace écrite ou performance qu’il fournit.

à Philippe Clavier, PLP tertiaire à Bourges qui a travaillé beaucoup le sujet et m’a entraîné sur ces chemins

aux collègues du groupe « Evaluation de l’élève en PPCP »

Yves Babault, LP J d'Alembert, Issoudun ([email protected])

Lycée Professionnel Beauregard

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Vigilance :

Conclusion :

Merci :

Autres pistes :

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Le Lycée Beauregard a ouvert ses portes en Septembre 1976.

Il comporte plus de 400 élèves répartis dans les secteurs tertiaires et industriels, dont la plupart sont internes

La particularité de ce lycée est la présence en son sein de sections sportives de bon niveau avec des horaires aménagés. Elles assurent le maintient du LP à Château-Renault.

Parmi les formations initiales dispensées on trouve   :

Une classe de 3e PVP, Pour le secteur tertiaire,

- BEP et BAC PRO Comptabilité- BEP et BAC PRO Secrétariat- BEP VAM- BAC PRO Commerce

Pour le secteur industriel,- BEP Electrotechnique- BEP et BAC PRO MSMA- BAC PRO PSPA

Les sections sportives : * Section football masculine.* Section football féminine* Section cyclisme mixte* Section Judo (ouverture prévue 2003-2004)

Le lycée et le net :

- [email protected] www.pspa37.free.fr- www.lpbeauregard.cyclisme.free.fr

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