L'énergie : vocabulaire et schématisation

Sur les différentes pratiques pédagogiques et les documents généraux, les évaluations, la didactique, l'épistémologie... Tout ce qui est disciplinaire mais non lié à un niveau donné.

Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede Galilée » 02 Mar 2021, 18:21

Bonjour
j'ai donné ce document à mes 3e aujourd'hui, document que j'ai fait en m'inspirant de cette discussion.
Résultats:
1- Je les ai saoulés
2- Je crois qu'ils n'ont rien compris
3- J'ai eu du mal à pas dire les bêtises habituelles (énergie électrique, transfert de chaleur...)
Je refais la même chose avec d'autres 3e la semaine prochaine, j'espère que ce sera mieux.
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede Aranel53 » 03 Mar 2021, 13:58

annel75 a écrit:Vous recensez 5 formes d'énergie :
chimique
nucléaire
thermique
cinétique
potentielle

Pour ma part, je préconise de distinguer "énergie potentielle élastique", pour les ressorts, les balles rebondissantes, les élastiques, les arcs, les arbalètes etc. Et "énergie potentielle de pesanteur" (anciennement "énergie de position" terme à éviter à mon avis) pour l'eau en haut du barrage, le contre poids de l'ascenseur, le poids de l'horloge comtoise, le cycliste en haut de la descente etc.
Donc je donne 6 formes d'énergie aux élèves.

annel75 a écrit:Pourtant, un condensateur est capable de stocker de l'énergie sous forme électrostatique. Ne faudrait-il pas ajouter à cette liste de formes d'énergie "l'énergie électromagnétique" ?
Qu'en pensez-vous ?

On a le même problème avec les aimants, ou avec la seringue compressée. En collège, comme on ne parle pas de condensateur on peut zapper ce type de stockage, mais comme pour les aimants ou la seringue , il s'agit s'"un écart par rapport à la position d'équilibre qui va permettre un phénomène qui fait revenir le système spontanément à la situation de départ", je dis aux élèves que ça rentre dans "énergie potentielle élastique" mais avec des phénomènes différents du ressort, mais que c'est le même principe.
On compresse l'air et l'augmentation de pression va permettre de pousser le piston dans l'autre sens quand on relâche.
On éloigne deux aimants, et la force magnétique entre eux va permettre de les attirer ensuite.
On charge un condensateur, il va permettre de faire circuler un courant dans l'autre sens lors de la décharge.
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede Aranel53 » 03 Mar 2021, 14:31

Galilée a écrit:Bonjour
j'ai donné ce document à mes 3e aujourd'hui, document que j'ai fait en m'inspirant de cette discussion.
Résultats:
1- Je les ai saoulés
2- Je crois qu'ils n'ont rien compris

Et bien si tu as donné le document comme ça oui, c'est un peu austère et je trouve que ça manque de moment où les élèves doivent appliquer tout de suite les définitions. Surtout si les définitions n'ont pas été vues les années précédentes.

On ne peut comprendre du vocabulaire que si on voit (à peu près) comment s'en servir. C'est pour ça que je préconise de donner d'abord une liste de situations dans lesquelles il faut déterminer la forme d'énergie en jeu. Pour être sûr qu'ils ont compris de quoi on parle au début, car c'est dur...

Ensuite, on peut passer à vérifier si on arrive à décrire les transformations au sein d'un même système. Et seulement ensuite on travaille sur les transferts dans tous les sens possibles. Et c'est seulement quand les transferts et leurs subtilités sont bien ancrés qu'on parle de chaine énergétique et de convertisseur en expliquant pourquoi on n'écrit pas les transformations d'énergie mais juste les transferts ((et du coup pourquoi on parle d'énergie mécanique en technologie)). Car la notion de convertisseur est une sorte de tricherie en fait. C'est un nouveau vocabulaire qu'on utilise quand on néglige les formes d'énergie "dans le détail", on dézoome et on arrête de regarder ce qui se passe dans le détail, on englobe plein de trucs en met "convertisseur" à la place quand un transfert rentre et qu'un autre sort. C'est une autre manière de penser. Il faut prévenir les élèves à mon avis.

Galilée a écrit:3- J'ai eu du mal à pas dire les bêtises habituelles (énergie électrique, transfert de chaleur...)

C'est clair que c'est le principal souci. On doit faire de gros efforts et faire plein de situations pour petit à petit résorber nos tics de langages et nos approximations... ou au moins en être conscient.
Mais c'est un gros boulot... :/

Pour ton document, pour moi il doit faire au moins deux pages. Il y a des choses qui n'ont pas forcément leur place à l'écrit dedans, tu peux le dire à l'oral, ça suffit comme le coup du brevet. Ton exemple sur l'énergie électrique au tout début arrive bien trop tôt je pense.
Pour la définition de l'énergie, je pense qu'il vaut mieux dire "permet des changements" tout court, soit faire en effet la liste des changements/actions possibles mais mettre toute la liste, sans points de suspension du coup puisque cette liste permet ensuite de définir les formes d'énergie.
La définition de forme d'énergie doit arriver avant celle de source à mes yeux.
Pour sources d'énergie ((apparemment il faudrait maintenant utiliser "ressource" plutôt que source qui peut avoir le sens de "réservoir" d'énergie)), une définition serait souhaitable : endroit ou phénomène à partir duquel on peut extraire de l'énergie d'une certaine forme dans la nature pour l'utiliser, ou un truc du genre.
Dans ta partie sur les formes d'énergie tu mets des exemples de ressources d'énergie. Je trouve que cela prête à confusion. C'est là que je verrais un exercice sur les formes d'énergie.
Puis un exercice pour leur faire trouver la forme d'énergie présente dans chaque source (ressource).
Pour transfert, le définir avant de donner le nom des quatre. "Phénomène permettant de diminuer la quantité d'énergie présente dans un système/endroit/objet pendant qu'elle augmente dans un autre". Ce n'est pas de l'énergie qui se déplace. (analogie avec un virement bancaire, de 100 €, -100€ dans un compte, +100€ dans l'autre, mais la banque n'a pas reçu un billet de 100€ qui se serait déplacé)
Nom des transferts ok, et là pareil exercice pour tester les différents cas possibles.
La partie sur le convertisseur me parait bien comme elle est.
Pour ton exemple de convertisseur, je choisirais un exemple peut-être plus simple, car pour justifier le transfert thermique vers le moteur, il faut admettre qu'on n'écrit pas la transformation chimique ->thermique au sein de l'essence quand elle brûle... donc peut-être partir de l'éolienne ou du panneau solaire qui recharge une batterie par exemple ?
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede Galilée » 03 Mar 2021, 15:34

Merci Aranel pour tes conseils,
c'est marrant parce que ton exemple du panneau solaire qui recharge une batterie, je l'ai utilisé à l'oral.
J'avoue que c'est un premier document, très perfectible, fait un peu à la va-vite. Je suis un peu à la bourre et dans mes prochains chapitres on va voir les différentes énergies donc je voulais un document introductif à cette notion, c'est pourquoi je n'ai pas pensé à faire des exercices, me disant que ça se ferait automatiquement dès qu'on verrait les différentes formes d'énergies.
Je vais voir de modifier mon document pour les prochaines classes la semaine prochaine.
Encore merci
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede Aranel53 » 06 Mar 2021, 09:19

Bon, voici la petite interrogation de cours que j'ai faite pour cette partie là pour les 5e. Pas de cas "bizarre" (quoique), du test de vocabulaire et de compréhension... Pour l'instant j'ai la plupart des élèves qui ont des réponses correctes qui montrent une bonne compréhension de base... Mais bon, le but que c'est que les troisièmes aussi, et ça c'est pas gagné du tout avec mes classes de cette année... :( :roll:
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede znamrv » 07 Mar 2021, 20:19

Une belle évaluation diagnostique pour les premières, parfait !
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede Aranel53 » 08 Mar 2021, 08:49

Héhé, cool si ça sert au delà du collège ! ;)

J'ai fini de corriger et la plupart des erreurs sont "légitimes" je pense. Certains élèves ont écrit que c'est l'énergie cinétique du pied au début et non pas l'énergie chimique du muscle. Donc ce qui est préconisé dans je sais plus quel document est pertinent : il faut vraiment donner les objets et demander juste la forme d'énergie au début. Car les niveaux d'interprétations sont vite différents et pour éviter de perdre les élèves, c'est mieux de leur donner directement à quel niveau on veut le raisonnement. Peut être avec des dessins ?
D'autres ont mis "énergie potentielle élastique" pour le ballon à l'arrivée car effectivement il se déforme avant de prendre de la vitesse...

Par contre, j'ai quelques "énergie chimique" pour l'exemple de l'eau qui chauffe, ça c'est moins justifiable.

Mais le plus dur c'est de rédiger la phrase sur la grandeur physique modifiée, c'est l'hécatombe à un point que je n'avais pas imaginé, j'ai moins d'un quart des deux classes qui ont réussi à rédiger une phrase correcte... :( va falloir insister sur la rédaction...
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede taumataroa » 30 Mar 2021, 09:17

Bonjour,

J'ai parcouru ce sujet avec d'interêt et d'étonnement.

Permettez moi cette remarque. Dans vos enseignements même dans le supérieur, ramenez vous aux seules quatre interactions fondamentales, les différentes forces que nous rencontrons en mécanique : la réaction du sol, la force de frottement, la force de pression de surface... ? Non. Le faire remarquer et comprendre à l'oral oui, car c'est instructif, mais jusqu'à l'effacer de son cours.... (j'attends vos réponses sans ironie).

Pour ma part, je suis resté dans les clous et l'esprit de ce que propose les documents académiques et le sujets du brevet. Cela me pose aucun problème de physique. J'use donc des termes "énergie électrique" et "énergie de rayonnement" et je place au dessus de mes flèches l'énergie rentrante ou sortante dans un convertisseur. Au niveau collège et même au lycée, c'est simple et facile à comprendre pour les élèves (futurs citoyens dont seulement 2% accéderont à des études scientifiques), et surtout en lien avec ce que font les autres professeurs (technologie ou en STI2D).
J'avoue ne comprends pas l'interêt à vouloir être dans un tel niveau exactitude physique pour ne pas dire autre chose (toujours sans ironie).

Cordialement.

Edit : Sinon deux circuits que échange de l'énergie par inductif, c'est quelle forme d'énergie ? Idem, pour une antenne qui rayonne ?
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede Aranel53 » 30 Mar 2021, 09:39

Et bien si le débat a lieu c'est que des problèmes se posent. La conception des définitions est un premier problème.
Les élèves sont honnêtes et de bonne volonté pour la plupart et veulent appliquer les définitions (ou en fabriquent tous seuls si on esquive les définitions) et plein de problèmes surgissent suivant les définitions choisies (ou construites par les élèves). Un transfert est-il une forme d'énergie ? Est-ce que l'énergie se déplace vraiment ? Si on peut obtenir de l'énergie stockée quelque part, c'est sous quelle forme ?

Autant pour "énergie de rayonnement" suivant les cas on a le choix de considérer ça comme une forme d'énergie ou un transfert (surtout en lycée pour la forme d'énergie), mais pour l'électricité, on a déjà un courant électrique, une tension, une résistance à distinguer entre ce qui est un mouvement, ce qui ne l'est pas et c'est pas simple... Si au milieu on laisse passer la conception que "de l'énergie électrique passe dans les fils" c'est foutu à mon avis. Déjà qu'ils ne comprennent pas grand chose... Sortir l'énergie électrique des formes d'énergie est à mon avis doublement utile :
- pour éviter la confusion avec "courant" et les lois qui s'y rapportent.
- pour faire comprendre simplement qu'on n'a pas "d'énergie électrique" stockée dans une pile. Et que comme c'est pas une forme d'énergie, on ne peut pas avoir un réservoir qui en contient.

C'est maigre, mais c'est cohérent. Et c'est ce que je recherche. Car la cohérence entre les différents vocabulaires et les notions permet d'aider à la fois les élèves en difficulté et les autres.
Et dans ton cas, dire "transfert électrique" au lieu "d'énergie électrique" sur tes flèches pour ces raisons là ne te couterait pas beaucoup vu que tu les utilises que pour les flèches et pas pour les réservoirs.

Mais je comprends qu'on trouve que c'est de la diptérosodomie, mais bon, personnellement j'aime que les définitions que j'utilise soient cohérentes ou en connaître les incohérences... avant tout ce travail initié par ce fil de discussion ce n'était pas le cas pour moi.
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede Aranel53 » 30 Mar 2021, 09:50

taumataroa a écrit:Sinon deux circuits que échange de l'énergie par inductif, c'est quelle forme d'énergie ? Idem, pour une antenne qui rayonne ?

Dans la vision que j'ai actuellement, je dirais qu'un téléphone qui se recharge par induction c'est un transfert électrique qui entraine un transfert par rayonnement de l'antenne émettrice vers la réceptrice qui entraine enfin un transfert électrique vers la batterie du téléphone (stockage d'énergie chimique).

Non ?
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