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1Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Supélec - Campus de Metz
• Expérience lors du Tronc Commun de la première année
– Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
– Réflexions sur l’utilisation des techniques actuelles pour une meilleure pédagogie
2Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Plan de l’exposé
• Structure actuelle du cours• Les techniques disponibles• Les améliorations visées• Modes d’utilisation des NTIC• Résultats obtenus• Charge de travail• Pour aller plus loin
3Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Structure actuelle d’un cours
Courscomplet
Cours magistral
Travaux Dirigés
Polycopié
Travaux Pratiques
Examen
4Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Les techniques disponibles
• La vidéo-projection– Amélioration de la présentation
Cours magistral
Travaux Dirigés
Polycopié
Travaux Pratiques
Examen
• Le réseau informatique– Augmenter la quantité de données accessible aux
étudiants
• Le calcul formel automatique– la calculette d’aujourd’hui et de demain
5Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Le calcul formel automatique ?
• Utilisation d’un logiciel de calcul formel automatique– Initiée lors des TD et de l ’examen
• Lève les difficultés calculatoires• Initie l’étudiant à cette nouvelle
calculette
• Associée à la vidéo-projection– Cours magistral
• Démonstrations et calculs temps réel
– Travaux Dirigés• Exemples graphiques
Cours magistral
Travaux Dirigés
Polycopié
Travaux Pratiques
Examen
6Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Les améliorations visées
• Cours magistral– Présentation plus attractive– Démonstrations en temps réel
• Travaux Dirigés– Levée des difficultés calculatoires– Démonstrations graphiques
• Polycopié et Réseau– Multiples sources d’information
Cours magistral
Travaux Dirigés
Polycopié
Travaux Pratiques
Examen
7Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Les moyens mis en place (CM)
• Cours magistral (18 heures)– Vidéoprojection
• 300 diapositives PowerPoint97– en majeure partie animées
• Démonstration et calcul en direct– Calcul formel vidéo-projeté– Utilisation de MathématicaTM4.0
– Tableau noir• Moyen de communication qui reste
indispensable– Réponse aux questions– Digression non prévue
Cours magistral
Travaux Dirigés
Polycopié
Travaux Pratiques
Examen
8Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Cours : exemples
• Historique de l’électromagnétisme
• Analyse vectorielle : mathematica
9Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Les moyens mis en place (TD)
• Travaux Dirigés– Sujets de TD « classiques »
• Aucune mention spécifique à l’utilisation du calcul formel automatique
– Mise à disposition du logiciel de calcul formel• Aucun document n’est fourni• Utilisation comme calculette
• En projet– Utilisation de la vidéo projection
• correction des sujets en temps réel
Cours magistral
Travaux Dirigés
Polycopié
Travaux Pratiques
Examen
10Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Utilisation du réseau interne
• Le réseau interne permet de rendre facilement accessible :– les diapositives du cours– Les démonstrations faites– Les sujets de Travaux Dirigés– Et pourquoi pas...
• les annales des examens
Cours magistral
Travaux Dirigés
Polycopié
Travaux Pratiques
Examen
11Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Notion étendue de polycopié
• Idée fondatrice– Le cours magistral n’est qu’une des
multiples façons d’acquérir la connaissance
– Il reste indispensable pour certains
• Multiplication des sources– Réseaux internes et externes :
• Mise à disposition d’autres cours libres de droits
• Guide vers des ressources pertinentes du réseau externe
Cours magistral
Travaux Dirigés
Polycopié
Travaux Pratiques
Examen
12Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Réforme de l’examen ?
• Un examen classique ?– Inenvisageable
• Solution adoptée– La rédaction reste un critère :
• faute de moyens informatiques sécurisés, le copie-double reste efficace
– Calcul formel automatique• Utilisé en Travaux Dirigés et Cours• Autorisé à l’examen, en plus de la
calculette traditionnelle
Cours magistral
Travaux Dirigés
Polycopié
Travaux Pratiques
Examen
13Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
La nouvelle structure
Courscomplet
Cours magistral
Travaux Dirigés
Polycopié
Travaux Pratiques
Examen
Disponibilitéet interactivitédes documents
Autres cours
Intégralité des documents
14Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Analyse des résultats (CM)
• Le cours– Avancée en matière de pédagogie ?
• Difficile à mesurer pour le cours magistral
• Multiplicité des façons d’«apprendre» le cours
– Avancée certaine• Disponibilité de l’intégralité du cours sur
le réseau• Encouragements à diversifier et
recouper les sources d’information
15Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Analyse des résultats (TD)
• Gain de productivité par rapport à un TD classique :– Difficultés calculatoires remplacée
par des difficultés sur le logiciel
• Intérêt ?– Motivation plus grande des élèves
• Ce sont EUX qui font les calculs– Certains sont surpris...
– Aperçu des nouvelles méthodes de calcul
16Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Analyse des résultats (exam)
• Appréhension des étudiants– Nouvelle forme d’examen– Pas d’annales disponibles– Nouvelle forme de travail
• Découverte du calcul formel automatique
• Multiplication des sources• Travail de recoupement
• Tout ça est un peu déroutant– Mais formateur ?
17Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Charge de travail
• Charge de travail importante pour l’enseignant– Préparation « classique »– Structuration des diapositives
Powerpoint– Réalisation des animations– Réalisation de documents
Mathematica
• Investissement rentable ?– Il peut être utilisé par d ’autres
18Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Pour aller plus loin
• Difficultés rencontrées– Prise en main du calcul formel
automatique par les étudiants• C’est une nouvelle calculette• Ils la connaissent moins que la leur
– Nouvelle forme d’enseignement• Un grand nombre de documents
disponibles• Créant un surcroît (éventuel) de travail
– Examen sur PC• Grand nombre nécessaire
19Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Prise en main du logiciel
• La solution est dans la banalisation– Le calcul formel automatique doit
être perçu comme une nouvelle aide au calcul
– Utilisable dans toutes les disciplines
• Découplage– Initiation au calcul formel en début
de scolarité
20Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Des étudiants déroutés ?
• Nouvelle forme d’enseignement– Un effort doit être porté sur la
présentation aux étudiants
• Un enseignement qui demande du travail aux étudiants…– Pour une meilleure formation– Peut être rejeté par certains...
21Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Un examen sur PC ?
• Nécessite un grand nombre d’ordinateurs installés et fiabilisés– Solution adoptée cette année
• WindowsNT verrouillé• Examen en deux sessions consécutives
• Amélioration– A l’instar de la calculette
• Transfert de la responsabilité du fonctionnement de l’ordinateur sur l’élève
– Le portable pour tous ?
22Nicolas Fressengeas - Utilisation du calcul formel automatique dans l'enseignement de l'électromagnétisme
Site Internet
• Réalisé par des étudiants (1A)• A partir des documents conçus
par l’enseignant• A disposition
– des étudiants– des enseignants– du monde entier ?