CÉGEP DE SHERBROOKE

DÉPARTEMENT DE PHYSIQUE

SESSION HIVER 2011

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 4146

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
OBJECTIF	STANDARD
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. Le wiki sera utilisé 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 MIO 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 de la première semaine 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.

Page titre
Introduction
Cadre théorique
Cadre méthodologique
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:

Page titre
Résumé/abstract
Introduction
Cadre théorique
Cadre méthodologique
Matériel, instrumentation et expérimentation
Observations, interprétations et résultats
Discussion
Conclusion
Médiagraphie

Pour plus de détails voir http://cegepsherbrooke.qc.ca/~aubema/index.php?n=Publication.RapportMecanique

Les présentations orales finales auront lieu lors de la semaine d'évaluation. 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 votre 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'évaluation sommative se fera sur la base de quatre habiletés fondamentales au cours. Chaque activité d'évaluation impliquera l'évaluation d'une ou plusieurs des quatre habiletés selon une pondération propre à chaque activité. Voici la liste des habiletés ainsi que les attentes du professeur face à leur maitrise par l'étudiant. Le système de notation de l'habileté est aussi indiqué dans un second tableau.

Tableau des habiletés et attentes face à l'étudiant

Habiletés	Attentes
1. Reconnaître et adapter les concepts, lois et principes appropriés à la situation.	- L’étudiant reconnaît un ensemble complet de concepts permettant de traiter la situation. - L’étudiant adapte ces concepts à la situation de façon pertinente et cohérente. - L’étudiant fait référence de façon explicite aux concepts.
2. Modéliser et traiter, théoriquement ou expérimentalement, de façon adéquate, juste et rigoureuse.	- L’étudiant modélise de façon pertinente la situation avec une modélisation suffisamment raffinée pour répondre aux besoins de la situation. - L’étudiant choisit des méthodes et des outils pertinents pour traiter la situation et justifie les choix effectués. - L’étudiant fait part de sa modélisation et de son traitement dans une démarche explicite, rigoureuse, structurée et cohérente. - La démarche présentée par l’étudiant est juste et exacte. - L’étudiant démontre un bon niveau d’appropriation de l’ensemble de la démarche.
3. Juger et critiquer les méthodes, la démarche et les conclusions et reconnaître leurs limites.	- L’étudiant interprète les résultats de manière adéquate et intègre. - L’étudiant est en mesure de faire une critique de la démarche et des résultats et montre un certain niveau de conscience de l’implication des limites ou des choix sur le dénouement. - L’étudiant a recours de manière adéquate aux résultats et graphiques comme élément de preuve. - L’étudiant est en mesure d’avoir une certaine prospective sur des éventualités futures concernant le problème.
4. Communiquer de manière efficace, juste et appropriée.	- L’étudiant fait preuve de concision, de clarté et de fluidité. - L’étudiant emploie une terminologie appropriée. - L’étudiant a recours à une langue écrite ou parlée de bonne qualité. - L’étudiant est en mesure de communiquer un travail à l’aide d’une présentation de qualité et qui respecte les normes établies.

Système de notation

Niveau	Description	Note
Optimal	Ne nécessite pratiquement aucune amélioration	5
Opérationnel	Nécessite une légère amélioration	4
Suffisant	Nécessite une grande amélioration	3
Insuffisant	Nécessite une trop grande amélioration pour être suffisant	0 - 2

Activités d'évaluation:

Tableau 3

Évaluations et calendrier

Activité d'évaluation	Moment de l'évaluation	Date	Pourcentage
Formation des équipes - répartition des responsabilités - choix du projet	1ere semaine	19 janvier	0%
Remue-méninges - dans le journal de bord	2e semaine	26 janvier	0%
Présentation écrite du projet	3e semaine	2 février	10%
Présentation orale du projet (5 min)	2 février	3e semaine	0%
Compte-rendu de mi-parcours	7e semaine	9 mars	20%
Journal de bord mi-parcours	7e semaine	9 mars	5%
Résumé et abstract	14e semaine	27 avril	5%
Rapport final: premier dépôt	14e semaine	27 avril	15%
Journal de bord fin de parcours	14e semaine	27 avril	5%
Attitudes en laboratoire	14e semaine	27 avril	5%
Présentation orale finale	15e semaine	4 mai	15%
Rapport final corrigé	16e semaine	11 mai	20%

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.H11Cours01Retro

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

Politiques départementales:

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.

PlanH11Cours01