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H09Cours01Plan



CÉGEP DE SHERBROOKE


DÉPARTEMENT DE PHYSIQUE


SESSION HIVER 2009



PLAN DE COURS


Projet de fin d'études - physique 360-HAA-03


(0-3-3)

Cette image représente la distribution d'hydrogène dans le ciel par le biais des transitions de spin.
On distingue clairement la forme de la Voie Lactée


Programme : Sciences de la nature


Professeur :
Martin Aubé, bureau 2-57-170
Courriel : martin.aube@cegepsherbrooke.qc.ca
Téléphone : 819-563-6450 poste 6232
www.cegepsherbrooke.qc.ca/~aubema/

Texte ministériel

Le Ministère de l’éducation prescrit certaines assises à l’élaboration du programme et des cours du programme de Sciences de la nature. Le tableau suivant présente les bases associées au cours.

CODE : 00UU
OBJECTIFSTANDARD
Énoncé de la compétence
Traiter un ou plusieurs sujets, dans le cadre des sciences de la nature, sur la base de ses acquis.
Éléments
Reconnaître la contribution de plus d’une discipline scientifique à certaines situations.
Appliquer une démarche scientifique.
Résoudre des problèmes.
Utiliser des technologies de traitement de l’information.
Raisonner avec rigueur.
Communiquer de façon claire et précise.
Témoigner d’apprentissages autonomes dans le choix des outils documentaires ou des instruments de laboratoire.
Travailler en équipe.
Établir des liens entre la science, la technologie et l’évolution de la société.
Critères de performance
Mise en évidence de l’interdisciplinarité
Cohérence, rigueur et justification de la démarche de résolution de problèmes.
Respect de la démarche scientifique et, le cas échéant, du protocole expérimental.
Clarté et précision de la communication orale et écrite.
Utilisation adéquate des technologies appropriées de traitement de l’information.
Choix pertinent des outils documentaires ou des instruments de laboratoire.
Contribution significative au travail d’équipe.
Liens pertinents entre la science, la technologie et l’ évolution de la société.

Objectifs généraux:

  • Affermir les bases de connaissances en physique et en mathématiques
  • Acquisition d'une méthode de travail pour faciliter la résolution de problèmes nouveaux
  • Développer l'esprit d'initiative, l'autonomie, le sens critique, et la créativité
  • Intégrer la pratique de la méthode scientifique

Objectifs spécifiques:

  • Parfaire les aptitudes à rédiger une analyse scientifique cohérente
  • Explorer les possibilités d'utilisation de la modélisation numérique pour l'étude de l'univers physique
  • Faire l'intégration de divers concepts physiques et mathématiques étudiés durant le DEC
  • Explorer des concepts non prévus au programme selon les besoins spécifiques du projet

Approche pédagogique

Le cours se déroulera selon un mode d'apprentissage par problème à travers la réalisation d'un projet d'envergure durant toute la session. Vous serez amenés à intégrer un certain nombre de concepts pour arriver à une solution. Vous devrez aussi faire appel à un éventail de compétences expérimentales (mesures/évaluation, construction/fabrication), théoriques, méthodologiques (p.ex. recherche d'informations fiables sur le www, mise au point d'un protocole de mesure). Vous devrez développer votre sens de l'observation, développer votre capacité à transférer vos apprentissages, développer votre créativité tout en intégrant une approche d'analyse rigoureuse propre à la méthode scientifique. Le professeur s'assurera de concevoir des ateliers interactifs et exposés magistraux afin d'assister les équipes qui en auront le besoin.

Un certain nombre de documents relatifs au cours seront disponibles via le World Wide Web sur le wiki dédié à mes cours et accessible à partir du site du département (via ma page personnelle).

http://www.cegepsherbrooke.qc.ca/~aubema

Les documents pourront donc être consultés en ligne (dans le respect de l'environnement) ou imprimés à l'aide d'un navigateur WEB. Le wiki sera un lieu d'échange, de travail collaboratif, de gestion du temps, de diffusion et un espace favorisant l'évaluation formative et certificatives des compétences visées par le cours. Vous aurez à y inscrire votre adresse de courriel pour faciliter l'échange de l'information dans le groupe et avec le professeur. Cet outil occupera une place fondamentale dans le déroulement du cours.

Chaque équipe devra maintenir un journal de bord sur son espace wiki qui permettra de consigner au jour le jour l'ensemble des interrogations et découvertes en lien avec leurs apprentissages ainsi que les considérations de gestion du travail au sein de l'équipe. Ce journal devrait aussi servir de plateforme interactive pour échanger avec le professeur. La participation de chaque membre de l'équipe est importante au sein du journal de bord. Le professeur procédera de façon ponctuelle à une évaluation de ce journal de bord afin de faire ressortir le niveau d'engagement individuel dans le projet.

Le professeur utilisera votre journal de bord pour formuler des observations et commentaires qui porteront autant sur l’utilisation adéquate et la compréhension des concepts et connaissances que sur les méthodes de travail, les stratégies employées, les attitudes et les comportements. Cette rétroaction continuelle de la part de l’enseignant permettra aux étudiants d’ajuster leurs attitudes, leurs stratégies et leur compréhension en cours de route. Vous êtes tenus de consulter votre adresse de courriel et votre espace d'équipe sur le wiki au moins une fois par semaine.

Évaluation

Épreuve synthèse de programme


L’étudiant qui a réussi tous les cours préalables au projet de fin d’études, et qui obtient la note de 60% dans les évaluations décrites ci-dessous est réputé avoir réussi l’épreuve-synthèse du programme de sciences de la nature.

Le sujet du projet pourra être puisé à même les suggestions du professeur ou être proposé par les étudiants. Toutefois les sujets devront être soumis au professeur le plus tôt possible afin que ce dernier puisse porter un jugement sur sa pertinence. De concert avec le technicien, le professeur devra évaluer sa faisabilité dans les délais et en fonction des contraintes physiques et budgétaires. Le projet ne devra pas comporter de problème de sécurité.

Vous disposerez des deux premières semaines pour former les équipes et choisir votre sujet de projet. Chaque équipe sera composée d'environ 5 étudiants. L'équipe devra nommer un coordonnateur de la rédaction des rapports, un coordonnateur des exposés oraux, un responsable du matériel qui aura la responsabilité de gérer les commandes de matériel auprès du technicien (après approbation auprès du professeur), un responsable de la correction du français, et un chef de projet qui assurera la coordination de l'évolution globale du projet. Dès la semaine 3, vous devrez présenter à l’écrit (sur le wiki) et oralement à vos collègues le sujet de votre projet ainsi que la manière dont vous pensez procéder pour le réaliser (à titre de comparaison avec les rapports complets de laboratoire, il s’agirait en quelque sorte de l’introduction et de la méthodologie). Il va de soi que ce document sera considéré comme une première proposition et il faut s'attendre à ce que la méthodologie finale diffère considérablement de cette prévision.

Dans la mesure du possible, vous devrez rencontrer votre enseignant au moins une fois par deux ou trois semaines pour discuter du déroulement des activités une fois le projet entamé. L'interaction via le wiki pourra dans certains cas espacer les rencontres.

À la 7e semaine, vous aurez à remettre un compte-rendu de projet qui correspond aux sections suivantes du rapport final.

  1. Page titre
  2. Introduction
  3. Cadre théorique
  4. Cadre méthodologique
  5. Matériel, instrumentation et expérimentation

Une fois évalué, ce compte-rendu deviendra la base de votre rapport final. Le professeur copiera ce document dans votre page destinée au rapport final (première version).

Vers la fin de la session, vous devrez remettre un rapport final concernant le projet (un par équipe) et en faire la présentation orale aux autres membres du groupe à l'aide d'outils tels que Powerpoint ou OpenOffice. Le rapport final sera soumis en deux phases. La première version sera soumise au professeur à la fin de la 14e semaine. Le professeur fera alors une première correction du document et suggérera des améliorations à apporter pour rendre le document acceptable pour publication. La correction du rapport proprement dit et du résumé anglais et français se fera de façon indépendante. Les équipes auront alors une semaine pour rédiger une seconde version de ces documents en tenant compte des commentaires du professeur. Cette version corrigée fera l'objet d'une seconde évaluation par le professeur. Suite à la correction de la première version, le professeur verra à copier le contenu dans la page destinée à la version finale afin d'alléger le travail d'écriture des étudiants. Une fois corrigée, la version finale sera rendue publique et sera de ce fait disponible librement sur le www.

Les rapports finaux devront comprendre les sections suivantes:

  1. Page titre
  2. Résumé/abstract
  3. Introduction
  4. Cadre théorique
  5. Cadre méthodologique
  6. Matériel, instrumentation et expérimentation
  7. Observations, interprétations et résultats
  8. Discussion
  9. Conclusion
  10. Médiagraphie

Les présentations orales finales auront lieu lors de la semaine d'évaluation mardi le 12 mai (journée d'étude et d'encadrement). Tous les groupes de PFE feront leur présentation pendant cette même journée. L'ensemble de la présentation doit être faite en 20 minutes puis nous enchaînerons avec une période de questions de 10 min.

Le professeur procédera à deux reprises à l'évaluation du journal de bord afin de faire ressortir le niveau d'engagement individuel dans le projet. Votre participation doit donc y être mise en relief. De plus vers la fin de session, le professeur et le technicien procéderons à l'évaluation des attitudes individuelles en laboratoire afin de valoriser une participation active et positive de chacun.

Évaluation certificative

L’enseignant basera son jugement sur le niveau d’atteinte de la compétence à partir de l’appréciation de quatre grandes habiletés qui sont associées à cette compétence. L’appréciation de chacune de ces habiletés sera communiquée à l’étudiant en fonction des mentions suivantes :

Tableau 1

Attribution de la note selon le niveau d'atteinte de la compétence

Pondération qualitativeCritère qualitatifNotes équivalentes
AOptimal100-95-90
BOpérationnel85-80-75
CSuffisant70-65-60
DPré-opérationnel55-50-45
EInsuffisant40-35-30

Les quatre habiletés:

  1. Mobilisation et utilisation adéquate des concepts, lois et principes appropriés à la situation.
  2. Traitement théorique ou expérimental
  3. Jugement critique de la démarche et interprétation de ses limites
  4. Communication orale et écrite juste et appropriée

Évaluation de la compétence selon les types d'évaluations

Au moment de porter un jugement sur le niveau d’atteinte de la compétence, l’enseignant effectuera une appréciation globale sur chacune des quatre grandes habiletés. Cette appréciation globale permettra l’évaluation du niveau d’atteinte de la compétence à ce stade du cours.

Le tableau suivant montre la correspondance entre les appréciations des habiletés et l’évaluation du niveau d’atteinte de la compétence ainsi que la note numérique associée à ce niveau d’atteinte.

Tableau 2

Pondération des habiletés selon les évaluations

Type d'évaluationHabileté 1Habileté 2Habileté 3Habileté 4
Présentation orale10151065
Rapport écrit25352515

Grille d'évaluation des habiletés

Mobilisation et utilisation adéquate des concepts, lois et principes appropriés à la situation

L’étudiant reconnaît et choisit un nombre suffisant de concepts, lois et principes pertinents à l’analyse de la situation et les utilise de façon appropriée 

Traitement théorique ou expérimental

L’étudiant choisit des méthodes et outils pertinents et suffisants et les utilise de manière appropriée pour traiter la situation 
L’étudiant traite la situation dans une démarche rigoureuse, exacte et structurée en justifiant les étapes retenues 
Les résultats obtenus par l’étudiant sont justes et précis 
Le travail respecte les directives spécifiques énoncées par le professeur 
L'étudiant fait preuve de créativité dans la recherche de solutions 

Jugement critique de la démarche et interprétation de ses limites

À l’aide d’un nombre suffisant d’éléments d’analyse pertinents et suffisamment développés, l’étudiant porte un regard critique sur la démarche utilisée afin d’en faire ressortir les limites et de juger de sa validité 
L’étudiant reconnaît les impacts de la modélisation retenue, des approximations effectuées, de la précision des mesures réalisées ainsi que des méthodes de mesure et d’analyse employées sur la pertinence et la validité des conclusions 
L’étudiant fait preuve de cohérence entre les notions mobilisées, le traitement réalisé, les éléments analysés, les conclusions tirées et la situation initiale 

Communication orale et écrite juste et appropriée

L’étudiant communique de façon concise et compréhensible son travail à l’aide d’idées bien organisées 
L'étudiant à recours à un vocabulaire et une terminologie appropriés 
L'étudiant utilise de manière appropriée les outils de présentation visuels 
L’étudiant utilise un français de bonne qualité en respectant les règles de grammaire 
L'étudiant respecte les normes de présentation de graphiques et de tableaux du département de physique et respecte les normes de présentation du guide Boisclair et Pagé. 

Pondération des activités d'évaluation:

Tableau 3

Pondération des évaluations sommatives

Activité d'évaluationMoment de l'évaluationPourcentage
Présentation écrite du projet3e semaine10%
Présentation orale du projet3e semaine5%
Compte-rendu de mi-parcours7e semaine15%
Journal de bord mi-parcours7e semaine5%
Résumé et abstract14e semaine - 6 mai5%
Rapport final: premier dépôt14e semaine - 6 mai15%
Journal de bord fin de parcours14e semaine -6 mai5%
Attitudes en laboratoire14e semaine - 6 mai5%
Rapport final corrigé16e semaine - 20 mai20%
Présentation orale finale15e semaine - 12 mai15%
  • En cas de difficulté de travail au sein de l'équipe de laboratoire, vous aurez à compléter une fiche de coévaluation. Chacun des membre de l'équipe aura à établir le niveau de travail (sur une échelle de 0 à 10) que ses coéquipiers et lui même ont respectivement investis dans le laboratoire. Ces fiches devront être remises par écrit au professeur simultanément à la remise du rapport.
  • La rédaction des rapports doit obligatoirement être faite en ligne sur le Wiki du cours (http://www.cegepsherbrooke.qc.ca/~aubema). Les étudiants devront voir à ce que la présentation soit soignée et bien synthétisée car les rapports finaux seront accessibles à tous. Des images pourront être insérées au rapport pour servir la clarté du travail.

Disponibilité:

Vous pourrez me rencontrer sur rendez-vous à mon bureau situé au département de physique en communiquant avec moi. Je serai surtout TRÈS facile à rejoindre par courriel à l'adresse figurant sur la page couverture.

Rétroaction sur le cours:

Une rétroaction sur le déroulement du cours peut se faire à tout moment au cours de la session, si les étudiants ou le professeur en sentent le besoin. Vos suggestions et commentaires sont importants pour l’enseignant et pour l’évolution du cours. Ils devraient être faits sur le wiki dans la section réservée à la rétroaction.

http://cegepsherbrooke.qc.ca/~aubema/index.php?n=APPWiki.H09Cours01Retro

Le mot de passe pour pouvoir éditer cette page sera inscrit dans votre espace de travail d'équipe sur le wiki.

Politiques départementales:

  • L'évaluation de la qualité du français pourra atteindre jusqu'à 20% de la du résultat lors de l'évaluation des rapports écrits et des exposés oraux.
  • La présence aux laboratoires et aux examens est obligatoire. Toute absence non motivée entraîne automatiquement la note zéro. Une absence devra être justifiée par une raison sérieuse dans les plus brefs délais, avec preuve à l’appui.
  • En cas de retard dans la remise d’un travail, une pénalité de 10% par jour de retard sera appliquée, à moins d’entente contraire préalable.
  • Lorsque l’enseignant remet une appréciation ou une évaluation à un étudiant, cet étudiant peut demander des clarifications ou précisions sur l’évaluation. Si toutefois l’étudiant juge que l’évaluation n’est pas conforme à son niveau d’atteinte de la compétence, il doit immédiatement demander une rencontre avec son enseignant afin de réexaminer plus en profondeur le processus d’évaluation. Si après cette rencontre, l’étudiant se sent toujours lésé, il dispose d’un délai maximal de trois jours de classe pour faire une revendication écrite auprès de la coordination départementale.

Médiagraphie:

Documentation de base:

  • Le wiki du cours
  • BENSON, Harris, (PHYSIQUE 1, 2, 3), ÉRPI (3ième édition).
  • BOISCLAIR, Gilles et PAGÉ, Jocelyne, Guide des sciences expérimentales, 3e édition, ERPI, 2004
  • Utilisation de l’ordinateur dans la rédaction des rapports de laboratoire, Département de physique
  • Site de hyperphysics http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/HFrame.html

Lectures suggérées:

  • Feynman Richard, La nature de la physique, Éditions du Seuil, 1980, Paris.

Calendrier indicatif:

Semaine Théorie Laboratoire Situations problèmes À remettre
1 Présentation / Introduction Introduction/ Wiki -Linge brulé
-billet vert
-masse double corde
liste des équipes
2 Ondes Ondes -Ondes progressives
-transversales/longitudinales
-réflexions
-transmissions
3 Ondes Projet 1 -Verre à vin
-Tuyau rotatif
-Bon. carnaval
-Douche ou tunnel
-flûte maison
-Mat du drapeau
4 Lumière Projet 1 -coin de cube
-Daguerre-Soleil
-lentille-image
-flame dans l'eau
-boîte magique
-Bécher invisible
5 Optique physique Examen 1 -Interférence dans le champ Copie de l'examen 1
6
(5 oct)
Optique physique Projet 2 -Young-laser
-diffraction doigts
-diffraction laser-épingle
-bulles de savon
-polarisants
-réseau et lunette 3d
Rapport 1
7 Quantique Exercices
8 Quantique Projet 2 -Tubes et réseau
9 Quantique Projet 2 -anneau et orbitale
-spectroscopie
10 Quantique Projet 2
11 Nature et structure de l'Univers
16 nov.
Projet 2
18 nov.
-Voyage relativiste
12 Nature et structure de l'Univers
23 nov.
Projet 2
25 nov.
-demi-vie
13 Évolution et mouvement dans l'Univers
30 nov.
Examen 2
2 déc.
Copie de l'examen 2
14 Évolution et mouvement dans l'Univers
7 déc.
Retour nucléaire et relativité
9 déc.
-Calendrier cosmique
-Modèle réduit du S.S.
-Puissanses de dix
Inscription examen oral
Rapport 2
15 test éclair sur le nucléaire et relavitité
Visionnement du film
14 déc.
Encadrement -Film Contact Copie du test éclair
16 Examen oral
Toutes les questions
21 déc.
Examen oral
Toutes les questions
23 déc.
remise de l'analyse de film
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