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  APMEP   Compte rendu MPS au lycée Vauvenargues

Article du bulletin 495

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Claude Daviet Arnaud Lathelize [1]
Hervé Roux

I. Organisation générale et thèmes choisis

Au lycée Vauvenargues (Aix en Provence), l’organisation en MPS est la suivante : 5 groupes de 18 élèves provenant de 3 classes de seconde soit 2,5 classes sur 13 classes de seconde que comporte le lycée.

L’emploi du temps initial de 1h30 sur 36 semaines a été annualisé, d’une part pour des raisons de commodité organisationnelle d’emploi du temps, mais aussi pour être sûr d’avoir le temps de traiter la notion choisie. Ainsi avons-nous donc effectué 27 séances de 2 heures, en commençant mi-octobre.

Au premier semestre c’est-à-dire les 13 premières séances, nous avons choisi de travailler sur le thème « Sciences et Vision du monde » » pour quatre groupes et « Sciences et Œuvres d’Art  » pour un groupe, et au deuxième semestre sur le thème « Sciences et Investigations policières ».

Lors du premier semestre, l’organisation de travail fut proche de celle des TPE, à savoir des groupes de 2 à 3 élèves travaillant sur des sujets différents se rapportant au thème sciences et vision du monde, alors qu’au deuxième semestre nous avons construit une suite de TP (3 TP de Mathématiques, 3 TP de Sciences-Physiques et 3 TP de SVT) que tous les élèves effectuaient pour répondre à une question précise.

Nous avons eu la chance d’avoir des moyens importants pour la mise en place des MPS, en effet nous étions trois enseignants (un dans chaque discipline) attribués à chaque groupe, et pour chaque séance deux professeurs intervenaient en même temps. Le chef d’établissement a accepté de nous laisser un tel volant d’heures pour laisser toutes ses chances à cette dynamique de travail par projet. Au vu de l’engouement des élèves et de la qualité du travail produit, il nous a été permis pour la rentrée prochaine de continuer sur la même organisation.

Le travail du premier semestre fut globalement décevant, le principal échec fut le manque d’autonomie des élèves.

II. Le deuxième semestre

Lors de ce deuxième semestre, nous avons choisi le thème « Sciences et investigations policières » et, devant le semi-échec du premier semestre, nous avons radicalement changé notre manière de fonctionner. Nous avons mis chacun nos compétences au service de la réussite de ce thème dont le seul intitulé déclenchait l’enthousiasme des élèves.

1. Organisation et travail demandé

Nous avons écrit un scénario de crime, nous permettant de construire 9 TP (3 en SVT, 3 en Sciences-Physiques et 3 en mathématiques) ; à la fin de chaque TP, les élèves obtiennent des informations sur un des indices découverts sur le lieu du crime et se rapprochent donc de la solution de l’enquête.

Les élèves ont constitué des binômes, et tous les binômes ont effectué le même travail.

Nous avons commencé notre première séance en visionnant deux documentaires extraits de l’émission « C’est pas sorcier » (« Les sorciers mènent l’enquête » et « Les sorciers jouent les experts  » en streaming sur le site de France 3) afin d’introduire quelques idées sur le travail de la police scientifique. Ensuite nous avons présenté notre scène de crime avec la liste des indices.

Lors de chaque TP, les binômes ont dû produire un compte rendu qui fut noté.

Voici la liste des 9 TP (dans un ordre quelconque) correspondant aux indices retrouvés sur la scène du crime :
Entomologie  : Datation du décès de la victime par entomologie médico-légale.
Chromatologie  : Analyse chimique d’une poudre blanche retrouvée sur la scène de crime.
Balistique  : Étude du mouvement d’une pierre, afin de déterminer l’origine du lancer de la pierre ayant cassé la vitre.
Dosage KCl : Analyse du sang afin de déterminer la dose de KCl retrouvée dans le sang de la victime.
Analyse du sol : comparaison de deux types de terre par recherche d’ions.
Cryptographie 1 et 2 : Formation à la cryptographie et cryptanalyse (Chiffrement de César et Affine puis Analyse fréquentielle). Déchiffrement d’un texte retrouvé sur l’ordinateur de la victime.
Palynologie  : Comparaison de pollens.
ADN  : Comparaison d’ADN.

Dominique BARBOLOSI est venu faire une conférence sur la démarche scientifique car lors de ce travail, les élèves ont eu une tendance à faire trop de conclusions hâtives.

La production finale demandée fut un bilan complet de l’enquête une fois l’ensemble des TP effectués. Les élèves devaient remplir un tableau reprenant chaque indice avec leur conclusion et devaient enfin rédiger leur propre solution de l’enquête. Cette production finale fut aussi notée. Le groupe ayant fait initialement « Sciences et œuvres d’art » a choisi de ne pas noter tous les TP préférant évaluer l’engagement des binômes (notation par compétences) et imposer un oral de fin de présentation d’enquête où chaque binôme présenterait le travail réalisé et les conclusions du groupe.

2. Bilan du deuxième semestre

L’implication des élèves sur ce deuxième semestre fut sans comparaison avec le premier. on peut expliquer cela par le choix du thème mais aussi par le fait d’avoir noté chaque TP et surtout d’avoir opéré avec un mode plus directif. Mais c’est aussi grâce à une implication de toute une équipe, avec des travaux exceptionnels de certains collègues en particulier (travail d’entomologie légale à partir d’une thèse, palynologie à partir d’un document ministériel, cryptographie à partir d’un travail réalisé par l’IREM notamment). C’est la première fois que le travail en équipe interdisciplinaire s’est fait aussi naturellement sans compter les heures. Certes c’est du temps de passé, mais celui-ci sera réinvesti les années futures, et cela donne du souffle à l’enseignement traditionnel.

Sur certains sujets la présence conjointe d’enseignants de deux disciplines a pu illustrer à petite échelle le travail qui est fait dans la recherche où chacun apporte sa contribution à la résolution d’un problème.

Il nous a été demandé de présenter nos travaux en Corse auprès de collègues désirant s’impliquer dans cet enseignement d’exploration. Ce fut une journée riche de débats et de volonté de mutualiser les pratiques.

3. TP impliquant des mathématiques

Sur plusieurs TP orientés Sciences-Physique ou SVT, nous avons eu besoin de construire des courbes d’étalonnage (en fait des droites) et d’en connaître leurs équations, nous avons donc utilisé des modèles de régressions linéaires à l’aide d’un tableur, principalement le modèle de régression par les moindre carrés.

Le TP de balistique
Nous avons présenté un plan en trois dimensions de la scène de crime (cf ci-dessous).

À l’aide du logiciel Géogébra, l’élève devait reproduire le plan et les trajectoires possibles de la pierre afin de déterminer le lieu éventuel de l’origine du lancer. Pour cela, les élèves avaient à leur disposition deux points de la trajectoire de la pierre, le lieu de l’impact dans la vitre ainsi que l’endroit où la pierre a été retrouvée. Il a été supposé pour simplifier que la trajectoire de la pierre n’a pas été modifiée lors de l’impact dans la vitre et de plus que la pierre n’a pas roulé sur le sol.
Voir les annexes du TP.

Les TP de cryptographie et cryptanalyse
Lors de la première séance, nous avons présenté le concept de chiffrement mono- alphabétique à l’aide du chiffrement de César. Les élèves ont dû construire une feuille de calcul sur tableur permettant de passer d’un message clair à un message chiffré (avec la possibilité de modifier la clé de chiffrement) et réciproquement.

Nous avons dû, au passage, expliquer comment étaient codés les caractères sur un ordinateur (Code ASCII).

Nous avons ensuite étudié le chiffrement affine et construit sur le même modèle une feuille de calcul tableur permettant de passer d’un message clair à un message chiffré avec la possibilité de modifier la clé de chiffrement.

Enfin, nous avons exposé une méthode d’attaque des chiffrements affines par analyse fréquentielle.
Voir les annexes du TP

III. Les perspectives

Nous, l’équipe pédagogique, avons pris du plaisir lors de ces séances de MPS. Nous avons travaillé en équipe interdisciplinaire et ce fut très enrichissant. La dynamique créée a eu pour effet de donner une image positive des enseignements d’exploration. Certains collègues frileux l’année dernière commencent à vouloir participer à la MPS.

L’enseignement commencera dès le début de l’année afin que les élèves rentrent directement dans la dynamique de la MPS. En effet, il y a parfois des journées banalisées ou des élèves en voyage, ou d’autres raisons d’absence. Cela nous permettra d’être sûr d’avoir le temps de traiter tout ce qui est prévu.

Après cette première année, nous avons eu de nouvelles idées pour enrichir les TP existants, pour créer de nouveaux TP, sur la façon d’organiser le travail et d’évaluer les élèves.

Nous sommes tous partants pour une nouvelle année, curieux de chercher de nouvelles idées.

Nous pensons qu’il faudrait créer une dynamique de sites académique de mutualisation.

En commençant par « sciences et investigations policières » nous espérons donner aux élèves des méthodes de travail. Nous comptons faire intervenir la police scientifique de Marseille qui semble être habituée à intervenir auprès des établissements. Dans un deuxième temps, le thème sera laissé plus libre pour voir si les élèves ont gagné en autonomie et ainsi voir dans quelle mesure les compétences sont acquises. De plus, il pourra être fait un travail de préparation aux TPE de première.

Nous avons hâte de continuer l’aventure…

(Article mis en ligne par Armelle BOURGAIN)

[1] arnoooo.lath@gmail.com


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