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Démarches expérimentales

Publié le Nov 30, 2019

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Le  Saturday, November 30, 2019

Seconde : Réalisation d'un télémètre à ultrason à l'aide d'un microcontrôleur

Cette activité expérimentale de conception d'un télémètre à US est réalisée avec une carte arduino UNO et un émetteur-récepteur d'onde ultrasonore. Cette activité est à traiter dans le cadre du nouveau programme de seconde de physique chimie 2019. Elle se situe dans la partie "Ondes et signaux" : 1. Emission et perception d'un son.

  • Fabrication d'un télémètre à US à l'aide d'un microcontrôleur

     

    Partie du BO traitée : programme de physique-chimie de seconde générale et technologique. Ondes et signaux. 1. Emission et perception d'un son.
    Notions et contenus : vitesse de propagation d'un signal sonore
    Activités expérimentales support de la formation : Mesurer la vitesse d'un signal sonore.

     

    Organisation de la classe : cette activité expérimentale peut être effectuée en groupe à effectif restreint.

     

    Objectif de l’activité expérimentale : l'objectif est de fabriquer un télèmètre US. Pour l'atteindre les élèves devront mesurer la vitesse du son dans l’air dans la salle de travaux pratiques. Pour cela, les élèves disposent d’un corpus de documents et du matériel du laboratoire mis à leur disposition. Des questions sont placées dans certains documents pour les aider à construire leur réponse en respectant la démarche scientifique.

     

    Compétences "possibles" travaillées dans le cadre de la démarche scientifique :

    S'approprier : rechercher et organiser l'information en lien avec la problématique étudiée.
    Analyser/Raisonner : choisir, élaborer, justifier un protocole.
    Réaliser : mettre en oeuvre un protocole expérimental en respectant les règles de sécurité et un schéma de branchement.
    Valider : confronter un modèle à des résultats expérimentaux

    Il n'est bien sûr pas possible de travailler toutes ces compétences lors d'une séance d'activité expérimentale de 80 minutes avec des élèves de secondes et il faudra faire des choix.

     

    Retour d'expérience : cette activité a été testée au lycée Aristide Briand à Gap par plusieurs professeurs de physique chimie au début de l'année. L'objectif de mesurer la vitesse du son dans l'air est en très grande majorité atteint par les élèves de seconde. Une petite moitié des élèves a déjà manipulé la carte arduino au collège et ils se débrouillent très bien pour le branchement proposé sur le schéma fritzing ou à l'aide d'une photo. Pour les autres, une petite aide a été nécessaire et vraiment pas contraignante pour la mise en place de l'activité.
    Pour une partie des élèves, un temps de discussion est nécessaire pour la mise en place du protocole à l'aide d'un mètre, d'un écran pour la réflexion de l'onde sonore et des informations apportées par le moniteur série de l'IDE arduino®.

     

    Dans l'onglet documents :

    - Une fiche descriptive de l'activité élèves (cette fiche propose deux types de mise en oeuvre : l'une en démarche d'investigation avec des aides à distribuer à la demande et l'autre plus guidée).
    - la fiche est suivie d'indications et de corrections pour le professeur,
    - les 2 programmes à télécharger