u.e. concepts et méthodes de la physique (1p001 ;...

Séminaire “Bilan du L1”

U.E. Concepts et Méthodes de la Physique (1P001 ; 1P001_R ; 1P002 ; 1P002_R)

Frédéric Daigne & Bertrand Laforge

L’UE de Physique L1-S1 à 6 ECTS en MIPI-PCGI

Quelques chiffres :

!  Etudiants : environ 1400 à 1500

-  tout MIPI + tout PCGI

-  certains DC ou Maj/Min : ~50 étudiants 3S.2 ; SDR ; SHI/SPH/IL

-  Nombre de groupes de TP ouverts :

!  Volume horaire par étudiant :

-  12 cours de 2h

-  12 TD de 2h

-  5 séances de TP : intro (2h) + 2 x [ manip (4h) + exploitation (2h) ]

-  2 interrogations orales (3 étudiants en 1 heure)

!  Enseignants : environ 60 à 70 Gros effort pour favoriser les services «!cohérents!» (TD+TP+IO)

Année 2013-14 2014-15 2015-16 2016-17 2017-18

Nombre de groupes de TP ouverts dans l’UE

80 80 89 97 93

Contenus de l’U.E. : (1) cours/TD

!  Objectifs :

-  faire la transition avec le lycée en passant à une physique plus quantitative

-  donner une idée réaliste de ce que seront des études en physique à l’université

-  introduire progressivement mais dès le début du L1-S1 des notions, concepts, outils nécessaires pour une licence de physique

-  s’adresser aussi à ceux qui ne continueront pas en physique, avec une ouverture vers d’autres disciplines

!  Choix pour les outils mathématiques :

-  équations différentielles simples (linéaires, 1er/2nd ordre sans 1er ordre, second membre constant)

-  introduction progressive des vecteurs (coordonnées cartésiennes, 1D beaucoup, 2D un peu)


!  Plan du cours :

Base : méthode scientifique, ordres de grandeur, structure atomique (Z,A,N)

Base : analyse dimensionnelle

Avancé : recherche d’une loi d’échelle

Base : connaissance des lois linéaire et exponentielle, y compris équa. diff. associée

Avancé : raisonnement différentiel pour obtenir l’équation d’évolution d’un système.


!  Plan du cours :

Base : mécanique du point 1D ; 2D : statique énergie : base

Avancé : 2D : dynamique ; chocs élastiques 1D ; Énergie : exploitation d’un diagramme Ep(x).

Hors programme

Conclusion en ouverture sur la physique

Contenus de l’U.E. : (2) TP

!  Objectifs :

-  mesures et incertitudes

-  représentations graphiques

-  initiation progressive au compte-rendu de TP

!  TP d’introduction (2h) : mesures et incertitudes

!  2 x [ manip (4h) + exploitation (2h) ] par étudiant

-  PCGI : manip 1 = guitare (mise en évidence d’une loi d’échelle)

manip 2 = collisions (mise en évidence d’une loi de conservation)

-  MIPI : manip 1 = pendule (mise en évidence d’une loi d’échelle)

manip 2 = écoulements (mise en évidence d’une loi d’évolution)

Pratiques pédagogiques/éléments de méthodologie

!  Cours : -  nombreuses expériences de cours -  clickers -  permanences de plusieurs chargés de cours -  fiches méthodologiques / liste d’objectifs / …

!  TD : -  limitation du nombre d’exercices incontournables (i.e. à faire dans tous les groupes) -  permet de favoriser le travail effectif des étudiants en TD, éventuellement en petits groupes

!  IO : -  encourager et valoriser le travail des étudiants sérieux -  séance de tutorat pour les plus faibles -  permet de s’adapter à la diversité des étudiants

!  TP : -  objectifs raisonnablement ambitieux -  initiation progressive au compte-rendu de TP : CR à trous

!  Sections R : plus de CM ; effectifs plus petits ; gros travail pédagogique

Documents

!  3 polycopiés : cours + compléments / TD / TP en version étudiants / enseignants

!  Dans le polycopié de cours : -  encadrés mathématiques

-  fiches méthodologiques

-  liste des objectifs (base/avancés)

-  liens avec le programme du lycée

!  Dans le polycopié de TD : -  rappel des objectifs

-  exercices : à faire chez soi / incontournables / pour aller plus loin

-  liens vers les fiches/encadrés du polycopié de cours

-  éléments de solution, y compris pour les annales sur 2 ans

!  Dans le polycopié de TP : -  intro «!mesures et incertitudes!»

-  pré-requis et objectifs de chaque TP

Exemple : polycopié de TD version “enseignants”

Documents

!  Moodle :

-  Vidéos (SPOC préparés pour le CNED)

-  Exercices WIMS avec un guide de choix suivant les besoins de l’étudiant

-  Quiz

-  Liens externes

Evaluation :

!  Barème : -  Travaux pratiques : sur 20 manips+CR à trous

-  Contrôle continu : sur 25 contrôle en amphi synchronisé sur 15 contrôle en TD sur 10 interrogations orales : bonus -2 à +5

-  Ecrit : sur 55

!  Pour l’écrit et le contrôle synchronisé en amphi : barème détaillé avec 3 colonnes : base / avancé / avancé +

-  total base : ~ 12,5/20 (mention AB)

-  total base+avancé : ~17/20 (mention TB)

!  Calibration :

-  Valider l’U.E. : >= 50/100

-  Continuer en physique : >= 70/100

Analyse :

!  Plus : -  donne une idée réaliste de ce qu’est la physique dès le L1-S1

-  adapté à la diversité des étudiants, ouvert sur les autres matières

-  très bonne articulation avec les maths en PCGI, moins bien en MIPI

-  bonne transition avec le lycée – U.E. accessible pour les étudiants sérieux, sans être pour autant «!facile!»

-  donne de la matière même aux meilleurs

-  U.E. appréciée des étudiants

-  organisation bien rodée

!  Moins : -  grosse hétérogénéité entre les sections (niveau et sérieux/motivation pour la physique)

-  planning S1 très serré

-  légère révision à la baisse des objectifs initiaux (chapitre 5)

-  aller un peu plus loin sur les vecteurs 2D ?

-  mieux articuler la transition vers le L1-S2 : continuer à utiliser les mêmes outils en les enrichissant