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EditorialΔΔ

Ce travail constitue le résultat du Lot d'activités WP. 2 du projet EXPERES : Les TICE appliquée s à l'expérime ntat ion scientifique. EXPERES est un proj et Erasm us plus financé par la Commission Européenne sous la Référence : No 561551-EPP-1-2015-1-ES-

EPPKA2-CBHE-SP.

Il se présente sous forme d'un manuel sur la conceptualisation et la scénarisation de

Travaux pratique s virtuels de phys ique. Le contenu de c e ma nuel décrit en détails et à

plusieurs niveaux la méthodologie adoptée par les membres des équipes partenaires du projet pour c oncevoir des fiche s de concept ualisation et de scé narisation des TP virtuels d e physique.

Les partenaires du projet EXPERES sont :

- Université de Murcie, Espagne (UM) - Université Abdelmalek Essaadi-Tétouan (UAE)

- Ministère de l'Education Nationale, de la Formation Professionnelle, de l'Enseignement Supérieur et de

la Recherche Scientifique, Maroc (MENFPESRS) - Université Hassan 1 er-Settat (UH1) - Université Ibn Tofail-Kénitra (UIT) - Université Mohammed Premier-Oujda (UMP) - Université Ibn Zohr-Agadir (UIZ) - Université Moulay Ismail-Meknès, Maroc (UMI) - Université Cadi Ayyad-Marrakech (UCA) - Université Sidi Mohammed Ben Abdellah-Fès (USMBA) - Université Sultan Moulay Sliman-Beni Mellal (USMS) - Université Mohammed V-Rabat (UM5) - Université Hassan II-Casablanca (UH2) - Université Chouaib Doukkali-El Jadida (UCD) - Institut Royal de Technologie-Stockholm, Suède (KTH) - Expertise Erasmus-Bordeaux, France (EE) - Université de Bologne, Italie (UNIBO) - Université de León, Espagne (ULE) - Université de Vigo, Espagne (UVigo) Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifiqu

EXPERES : ManuelΔdeΔConceptualisationΔetΔdeΔScLes fi ches décrites dans ce manuel ont ser vis par lsimulations de 12 TP de phys ique des ni veaux S1 et fondamental. Ces TP seront intégrés dans une platefmiseΔenΔligneΔàΔl"issueΔdeΔceΔprojet.ΔL"équipeΔdeΔtravailΔquiΔaΔcontribuéΔàΔlaΔrédactionΔFrancisco ESQUEMBREHassan EZBAKHE

Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifique el de Conceptualisation et de Scénarisation

Les fi ches décrites dans ce manuel ont ser vis par la suite à la progra mmat ion de simulations de 12 TP de phys ique des ni veaux S1 et S2 de l'e nseignement supérieur fondamental. Ces TP seront intégrés dans une plateforme pédagogique de type LMS pour leur e en ligne à l'issue de ce projet. L'équipe de travail qui a contribué à la rédaction de ce manuel est composée parFrancisco ESQUEMBRE UM

UAE (Co-coordinateur du projet) UAEΔÍCoordinateurΔscientifiqueΔduΔprojet)Mohammed L'Bachir EL KBIACHΔUAEΔ

2018
Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifique TP Virtuels de Physique EXPERES : Manuel de Conceptualisation et de Scénarisation ¨¨¨ Liste des membres des équipes, auteurs du manuel :

Université de Murcie (UM) - Espagne :

Matias BALIBREA GONZALEZ, Francisco ESQUEMBRE, Raquel GRAS GIL, Javier CORTES

ALARCON.

Ministère de l'Education Nationale, de la Formation Professionnelle, de l'Enseignement Supérieur, de la Recherche Scientifique (MENFPESRS) - Maroc : Mohamed TAHIRI, Abderrahim OUABBOU, Souad BENAICH, Abdelkbir ERROUGUI,

Kaoutar FAHMI.

Université Abdelmalek Essaâdi de Tétouan (UAE) - Maroc : Hassan EZBAKHE, Abderrahmane KAMILI, Abdelkrim FARKHSI, Mounia AJDOUR, Mohammed L'Bachir EL KBIACH, Abderrahim TAHIRI, Otman MRABET, Khalil EL HAJJAJI. Université Hassan 1er de Settat (UH1) - Maroc :

Ahmed FAHLI, Ahmed NADDAMI, Mourad GOURMAJ.

Université Ibn Tofail de Kénitra (UIT) - Maroc : karima SELMAOUI, Jaouad Diyadi, Ilham OUMAIRA, Mohamed IGOUZAL, Hanane

FAYLALI, Omar MOUHIB.

Université Mohammed Premier d'Oujda (UMP) - Maroc : Driss BRIA, Abdelkhalek BENKADDOUR, Mohammed SERRHINI.

Université Ibn Zohr d'Agadir (UIZ) - Maroc :

Fattehallah GHADI, Zouhair MAHANI, Ahmed TIRBIYINE, Ahmed EL MOUDENE, Radouane

LAGHRIB, Hassane SAHSAH.

Université Moulay Ismail de Meknès (UMI) - Maroc : Hamid EL MIR, Hichame BOUGHALEB, Omar OUSSOUADDI, AbdelouhabJAOUHARI. Université Cadi Ayyad de Marrakech (UCA) - Maroc : Khalid BERRADA, Faouzi BENSAMKA, Rachid BENDAOUD, Amane OUERIAGLI,Said EL

HASRI, Said MACHWATE, Mohamed Essam EL MESSOUSSI.

Université Sidi Mohamed Ben Abdellah de Fès (USMBA) - Maroc : Abdelghani EL ACHKAR, Mostafa IJJAALI, Lhabib HAMEDI, Khalid BOUSLYKHANE, Yassine

ZAHRAOUI.

Université Sultan Moulay Slimane De Beni Mellal (USMS) - Maroc : Adelkhalek OUSSAMA, El Arbi SIHER, Youssef AIT EL KADI.

Université Mohamed 5 de Rabat (UM5) - Maroc :

Mourad GHARBI, El Hossaine EL RHALEB, Mohammed Majid HIMMI, Mourad EL

BELKACEMI, Rachid BAKRAOUI, Driss NAMLY.

Université Hassan 2 de Casablanca (UH2) - Maroc : Noureddine DAMIL, Mohamed MOUSSETAD, Lynda OUCHAOUKA, Adil SAISSI HASSANI. Université Chouaib Doukkali d'El Jadida (UCD) - Maroc : Mohammed KHOUILID, Rachid HILAL, Hamid BIOUD, Ibrahim MRANI. Kungliga Tekniska Hoegskolan de Stockholm (KTH) - Suède :

Bassam KAYAL, Jerzy MIKLER.

Erasmus Expertise (EE) Bordeaux - France :

Jacqueline BERGERON.

Universita di Bologna (UNIBO) - Italie :

Luigi GUERRA, Elena PECETTI, Alessandro SORIANI, Giulia TASQUIER.

Universidad de Leon (ULE) - Espagne :

Rafael DE PAZ URUENA, José Antonio RESINES GORDALIZA, Maria FERNANDEZ RAGA.

Universidad de Vigo (UVigo) - Espagne :

Rebeca P. DIAZ REDONDO, Eva GAREA OYA, Anxo SANCHEZ BERMUDEZ. Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifique TP Virtuels de Physique EXPERES : Manuel de Conceptualisation et de Scénarisation

TABLE DE MATIERES

I. INTRODUCTION GENERALE..............................................................01 I.1. Présentation du projet EXPERES....................................................03 I.2. Conceptualisation et scénarisation des activités pratiques........................06 I .2.1. Objectifs......................................................................06 I.2.2. Méthodologie et déroulement du WP 2......................................06 II. CONCEPTUALISATION DES TRAVAUX PRATIQUES............................09 Introduction.......................................................................... 11 II.1 TP01 - Cons ervation de l'énergie mécanique....................................13 II.2 TP02 - E tude statique et dynamique d'un ressort...............................17 II.3 TP03 - P endule simple..............................................................21 II.4 TP04 - Loi d'Ohm - Mesure des résistances....................................25 II.5 TP05 - P ont de Wheatstone........................................................ 28 II.6 TP06 - O scilloscope cathodique...................................................31 II.7 TP07 - D ioptre.......................................................................34 II.8 TP08 - P risme........................................................................37 II.9 TP09 - F ocométrie..................................................................40 II.10 TP10 - M achines thermiques......................................................43 II.11 TP11 - M esure du coefficient adiabatique Gamma.............................47 II.12 TP12 - C alorimétrie.................................................................50 III. SCENARISATION DES ACTIVITES PRATIQUES..............................................53 III.1 TP01 - Cons ervation de l'énergie mécanique....................................57 III.2 TP02 - Et ude statique et dynamique d'un ressort...............................70 III.3 TP03 - Pe ndule simple..............................................................92 III.4 TP04 - L oi d'Ohm - Mesure des résistances.....................................96 III.5 TP05 - Pont de Wheatstone.......................................................101 III.6 TP06 - Os cilloscope cathodique..................................................107 III.7 TP07 - Di optre......................................................................120 III.8 TP08 - Pr isme.......................................................................129 III.9 TP09 - Foc ométrie..................................................................143 III.10 TP10 - Ma chines thermiques......................................................149 III.11 TP11 - Me sure du coefficient adiabatique Gamma............................157 III.12 TP12 - Ca lorimétrie................................................................165 IV. CONCLUSION........................................................................ ...................................171

V. ANNEXE :

Ressources théoriques ...........................................................175 Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifique TP Virtuels de Physique EXPERES : Manuel de Conceptualisation et de Scénarisation ).42/$5#4)/. '%.%2!,% Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifique TP Virtuels de Physique EXPERES : Manuel de Conceptualisation et de Scénarisation £ Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifique TP Virtuels de Physique EXPERES : Manuel de Conceptualisation et de Scénarisation ´ ).42/$5#4)/. '%.%2!,%

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Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifique TP Virtuels de Physique EXPERES : Manuel de Conceptualisation et de Scénarisation ; •Université Hassan 2, Casablanca •Université Chouaib Doukkali, EL Jadida •Université Hassan 1, Settat •Université Mohammed V, Rabat •Université Ibn Toufail, Kénitra •Université Sulta Moulay Sliman, Beni Mellal •Université Cadi Ayyad, Marrakech •Université Ibn Zohr, Agadir •Université Sidi Mohammed Ben Adellah, Fès •Université Moulay Ismail, Meknes •Université Mohamed 1er, Oujda •Institut Royal de Technologie de Stockholm, Suède •Université de Bologne, Italie •Agence Expertise Erasmus, Bordeaux •Université de Vigo, Espagne •Université de Léon, Espagne •Conservation de l'énergie mécanique, •Etude statique et dynamique d'un ressort, •Pendule simple, •Mesure des résistances, Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifique TP Virtuels de Physique EXPERES : Manuel de Conceptualisation et de Scénarisation = •Pont de Wheatstone, •Oscilloscope cathodique, •Focométrie, •Prisme, •Dioptre, •Machines thermiques, •Coefficient Adiabatique Gamma, •Calorimétrie. •la définition des objectifs, •les contenus des TP (théorie, simulation, audiovisuels, etc...) , •les pré-requis, le public cible, les mots clés, .. •l'organisation des ressources, •les modes d'évaluation envisagées, •le déroulé des TP, •Etc. a- une for mation des programm eurs da ns l'Université de Murc ie ayant pour

objectif de faciliter l'accès aux logiciels utilisés par les équipes disciplinaires, mais aussi de

maitriser les simulations qui seront utilisées par la suite. D'autres volets ont été développés

lors de cette formation, à savoir l'usage de la plateforme Moodle et la scénarisation. b- une for mation des enseignants dans les institutions européennes partenaires pour une bonne c onnaiss ance des méthodes pédagog iques ut ilisées en e- learning, la

scénarisation, l'écriture multimédia interactive, le mode de tutorat et l'autoévaluation. Cette

formation permettra aux enseignants d'accéder à des informations et des compétences qui leur facilitent de redessiner efficacement les TP virtuels qui vont assurer. c- une formation des techniciens et concepteurs médiatiques (techniques de base du multimédia et d'internet pour la e-formation et les TP virtuels), en plus d'une formation au profit des administratifs, animateurs et gestionnaires (exploitation d'un dispositif e-learning, modes d'organisation, etc..). Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifique TP Virtuels de Physique EXPERES : Manuel de Conceptualisation et de Scénarisation < a- la mise en place des équipements et logicielles et des méthodes d'organisation. Elle consis te en l'implantat ion et l'adaptation d'une plateforme au sein des universités marocaines et en l'assimilation des méthodes d'organisation, b- le tra nsfert et l'adaptation de forma tions à distance exist antes chez les partenaires européens et le développement de nouveaux cont enus, ce qui permettra aux partenaires européens de compléter leur offre. c- la mise à l'essai du TP virtuel par un échantillon d'enseignants et d'étudiants pour s'assurer de la bonne conception de la plateforme et évaluer l'interface développée. - Définir les activités d'apprentissage comprenant un ensemble de tâches qui sont proposées à l'étudiant : objectifs pédagogiques, compétences, moyens et supports pédagogiques, - Mettre en scène les a ctivités d'a pprentissage et les tâches que l 'étudiant doit effectuer, - Mettre au point une méthodologie simple et efficace pour évaluer le rendement des

étudiants et de repérer ses réponses.

Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifique TP Virtuels de Physique EXPERES : Manuel de Conceptualisation et de Scénarisation D ȩ %®#Αȩȩ¢ ¸ ,± 0Αȩ %®-"®Α ³0 ) Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifique TP Virtuels de Physique EXPERES : Manuel de Conceptualisation et de Scénarisation M -II-

CONCEPTUALISATION DES TRAVAUX PRATIQUES

Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifique TP Virtuels de Physique EXPERES : Manuel de Conceptualisation et de Scénarisation Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifique TP Virtuels de Physique EXPERES : Manuel de Conceptualisation et de Scénarisation

II. CONCEPTUALISATION DES TRAVAUX PRATIQUES

Introduction :

Conformément au lot d'ac tivit és du WP .2 du projet EXPERES, les équi pes

disciplinaires des différentes universités se sont engagées dès le lancement du projet début

2016 dans la préparation des fiches de conceptualisation de 12 travaux pratiques selon la

répartition ci-dessous :

Equipe / Université Intitulé du TP

Université Hassan 2 1. Conservation de l'énergie mécanique Tableau présentant l'affectation des lots de TP aux universités marocaines Ces tra vaux pratiques ont été répartis pa r cha mps discipl inaire présentés successivement comme suit : - Mécanique - Electricité - Optique - Thermodynamique

La préparation de ces fiches a été réalisée à deux niveaux. Le premier niveau consiste

en une coordi nation locale au se in d'une même équi pe-pr ojet pour ch aque univer sité. Le

second niveau est une coordination par champs disciplinaire entre trois universités regroupées

selon la proximit é géographique pouvant f aciliter les échan ges entre s les différentes

partenaires. Chaque lot d'a ctivités pratiques , regroupé par champs discipl inaire, a été

accompagné par un part enaire eur opéen tout au long des étapes de préparati on. La

coordination de ce l ot d'a ctivité s WP.2 a été assurée par l'univer sité C adi A yyad de

Marrakech.

Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifique TP Virtuels de Physique EXPERES : Manuel de Conceptualisation et de Scénarisation

ΐΑUn premier modèle de ces fiches de conceptualisation figurait d'ores et déjà dans le

projet initialement soumis. Une version améliorée a par la suite été proposée par l'équipe de

l'université Abdelmalek Essaadi aux diff érentes équipes projets. Apr ès échange s et d

iscussions, un modèle de fiche de conceptualisation a été adopté définitivement lors de la

réunion de coordination en octobre 2016 lors de la réunion de coordination à Marrakech. Un m odèle de fiche de c onceptualisati on a é té proposé par l'équipe projet de

l'Université Cadi Ayyad et concerne le TP du Prisme. Ce choix a été validé par les équipes

membres du projet et en concertation avec l'université de Murcie, partenaire et coordinateur du projet. Le modèle de fiche de conceptualisation devait comprendre certaines rubriques que les équipes disciplinaires devraient renseigner, chacune en fonction du TP choisi. Nous citons ci- dessous les rubriques convenues :

Intitulé de la manipulation,

- Mots clés, - Introduction et présentation du contenu, - Niveau ciblé, - Pré requis, - Objectifs pédagogiques, - Compétences, - Moyens et supports pédagogiques, - Contexte et choix pédagogiques, - Organisation des ressources, - Méthodes et outils d'évaluation des acquis, - Apport pour les étudiants, - Limites et nouvelles pistes d'utilisation, - Commentaire générale. Cette fiche de conceptual isat ion devrait constituait pour chacune des équipes une feuille de route à suivre pour faire aboutir l'activité pratique à considérer. Nous pré sentons dans ce qui s uit les fiches de c onceptualisa tion réali sées par les

différentes équipes disciplinaires. Il nous est paru important de présenter toutes les fiches de

conceptualisation préparées par les équipes disciplinaires. Les TICE Appliquées à l'Expérimentation Scientifique TP Virtuels de Physique EXPERES : Manuel de Conceptualisation et de Scénarisation II.1

TP01 : Conservation de l'Energie Mécanique

(Fiche de conceptualisation)

1- Intitulé de la manipulation :

Conservation de l'énergie mécanique

2- Mots clés :

Energie cinétique, énergie potentielle, énergie mécanique, conservation, chute libre,quotesdbs_dbs27.pdfusesText_33

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