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Mathématiques et Sciences en LP

EXPERIMENTATION PEDAGOGIQUE EN CAP

Par THOMAS LEBOUDER, publié le lundi 7 septembre 2015 10:59 - Mis à jour le mercredi 22 mars 2017 11:24

CO-ANIMATION MATHS/EPS : MUSCLONS NOS NEURONES !

Pour accéder aux dernières séances : rive-gauche.entmip.fr/espaces-pedagogiques-/mathematiques-et-sciences-en-lp/musclons-nos-neurones-en-terminale-cap-la-suite-18818.htm

 

Vous trouverez les récapitulatifs des expérimentations en CAP et en BAC Pro GA dans la banque de documents située à droite !

Cette année, le professeur de mathématiques mouille le maillot. Il intervient en effet en co-animation avec le professeur d'EPS M.FOURNIER en tenue de sport ! Mais quelle mouche l'a donc piqué ?

Reconversion professionnelle ? Ou bien quelques kilos à perdre ?

Pas du tout !

Les cours d'Education physique et Sportive regorgent de situations exploitables en mathématiques autant qu'en sciences. En effet, athlétisme, course d'orientation, sports de raquette, sports collectifs sont des activités qui ont besoin des nombres pour exister ! Et qui plus est, en analysant de manière scientifique ses propres performances, l'élève sera en mesure de s'auto-évaluer et d'améliorer son geste sportif une fois de retour sur le stade.

Les objectifs de ce partenariat innovant sont multiples :

  • Utiliser l’outil mathématique pour analyser, évaluer et optimiser ses performances sportives.
  • Donner du sens à l’outil mathématique en proposant un cadre concret, en exploitant des données individuelles et permettre à l’élève de s'impliquer davantage dans ses apprentissages.
  • Être le plus étroitement possible en interaction entre les deux disciplines et se servir de l’une pour améliorer ses productions dans l’autre.
  • Travailler en équipe interdisciplinaire.

 

Ainsi la collaboration devrait être gagnante des deux côtés ... enfin, en théorie. La pratique le dira.

SITUATION EPS <=> ANALYSE MATHEMATIQUE <=> REINVESTISSEMENT EN EPS <=> LES MATHEMATIQUES FONT SENS <=> FIXATION DES COMPETENCES

 

 

 

Sur ce blog apparaîtront régulièrement les séances de co-animation ainsi que les exploitations en mathématiques et sciences physiques. Un évaluation qualitative et quantitative sera également rédigée en fin de trimestre.

Semaine 37 :

Activités physiques supports : la course d'orientation en co-animation (lundi) et l'athlétisme (vendredi).

En mathématiques, l'unité 1 (calcul numérique) est l'outil naturel et le fil conducteur de l'expérimentation "musclons nos neurones". La course d'orientation permet plus spécifiquement de traiter des situations tirées de l'unité 2 (repérage) et de l'unité 3 (proportionnalité).

En sciences, l'athlétisme permet d'aborder 3 domaines de connaissances de l'unité "Mécanique 1" :

-Mouvement d'un objet par référence à un autre objet.

-Vitesse moyenne.

-Mouvement accéléré, ralenti, uniforme.

 

Lundi, en C.O., des situations d'interdisciplinarité apparaissent naturellement :

- Echauffement découpé en 4 parties : coeur (3' pour aller vers 5' footing) + articulation (2'30'') + muscles (5') + étirements (2'30''). Situation problème : addition des temps exprimés en ' et '' (unité1)

- Lecture de la carte avec repérage des balises : repérage sur un plan, "pose dépose" de balises selon les coordonnées lues sur carte ou repères visuels. (unité 2)

► Activités en lien avec l'EPS proposées en salle :

  • Mathématiques : création d'une carte de C.O. par groupe de 2 à l'aide de Google Map et d'un quadrillage permettant de repérer les balises par des coordonnées. Chaque groupe repère sur la carte six à huit balises numérotées.

Nécessité de réfléchir sur le bon zoom, et donc sur l'échelle (unité 3) dans un avenir proche.

  • Sciences : Le mouvement rectiligne. Accroche : la vidéo de la finale du 100 m homme de Pékin 2015.

En fin de séance, calcul de la vitesse moyenne de Jimmy Vicaut (10.00s en finale) en m/s.

Question : dépasse t-il la vitesse autorisée en agglomération (50 km/h) ?

Problème de conversions repéré, lien avec les mathématiques ; (gros travail en perspective ...)

 

 

Semaine 38 :

En mathématiques, le cours aborde les notions de repère, de coordonnées de points, d'abscisse, d'ordonnée, d'axe gradué, autant de concepts difficile à identifier pour certains. Nous décidons d'intégrer ces notions en EPS dans la continuité du cycle de la course d'orientation.

Nous dessinons à l'aide de plots de couleurs un repère orthonormé géant (unité = 5 m) en identifiant clairement les deux axes (abscisses en bleu et ordonnées en rouge). Nous plaçons un plot orange aux points de coordonnées (1;1) (1;2) (1;3) (1;4) (2;1) (2;2) .......(4;4) et sur ces seize plots une balise numérotée.

1er exercice : envoyer un élève sur un plot en lui indiquant ses coordonnées :"Rends-toi sur le plot d'abscisse 2 et d'ordonnée 3 !"

2ème exercice : envoyer un élève trouver une balise précise et donner ses coordonnées à l'oral, rendre compte.

3ème exercice : Repérer sur un plan papier une balise particulière et courir au plot correspondant le plus vite possible. Revenir et indiquer oralement sa position par ses coordonnées.

4ème exercice : par binôme, même exercice avec deux balises à se répartir.

Analyse de la séance :

Plus de la moitié des élèves ont su réaliser tous les exercices en fin de séance. Les notions de coordonnées et de repérage dans le plan sont restées floues pour au moins trois élèves. Un retour en maths sera établi et ainsi qu'un transfert sur quelques exercices. Pour la plupart, à l'oral, le repérage dans le plan est correct, abscisse puis ordonnée. Le repérage fait sens !

Quelques compétences du référentiel à travailler en maths/sciences ont été abordées et contrôlées :

S'approprier (recherche d'une information, ici localiser les balises)

Réaliser (courir vers le balise en se repérant grâce aux axes gradués)

Communiquer (rendre compte à l'oral des coordonnées des balises)

 

Un plan du site de travail pour cette activité en EPS (un terrain de football en stabilisé) rapporté à un repère orthonormé sera produit par chaque élève pour la prochaine séance en mathématiques. Chacun travaillera ainsi sur sa propre carte pour se repérer sur le terrain en C.O..

 

 

 

 

En sciences, nous exploitons les vidéos d'élèves sprintant sur 40 m lors du cycle athlétisme en d'EPS (le jeudi).

 

 

 

Semaine 39 :

Le travail en classe sur le repérage d'un point dans un plan est réinvesti en EPS.

Lundi : co-animation en C.O.

Objectif : les élèves se servent de leur plan élaboré en mathématiques pour repérer des balises sur le terrain de C.O.

Après l'échauffement (cardiaque (3' pour aller vers 5' footing) + articulaire (2'30'') + musculaires (5') + étirements (2'30'')), on enrichit les exercices de la semaine dernière.

1er exercice : envoyer un binôme sur 2 plots en lui indiquant ses coordonnées.

2ème exercice : repérer sur le plan papier deux balises données et courir aux plots correspondants le plus vite possible. Revenir et indiquer oralement sa position par ses coordonnées

3ème exercice : écouter et retenir les coordonnées de 2 balises et revenir avec le carton de contrôle correctement perforé.

Bilan : 3 élèves éprouvent encore des difficultés pour intégrer le concept de "coordonnées". Cependant, des progrès notables ont été notés. Pour les deux tiers présents, il semble que le repérage dans un plan rapporté à un repère soit acquis.

Après réflexion avec Jérôme Fournier, nous proposerons la séance prochaine un parcours à optimiser : 3 balises à atteindre le plus vite possibles. Informations données : leurs coordonnées respectives.

 

En sciences physique et chimique, l'analyse des films des élèves courant sur 40 m étant impossible du fait de problèmes informatiques récurrents, nous travaillons sur le mouvement d'une goutte de permanganate tombant dans l'huile (c'est moins drôle ...). Nous tablons sur la semaine prochaine si les dieux des ordinateurs sont avec nous ...

Remarque : jeudi, en EPS, les élèves ont expérimenté la course de relais (2 fois 50 m avec passage de témoin).

Exploitation mathématique : comparer les temps individuels cumulés avec le temps du relais. Analyse, interprétation. Objectif : réinvestissement des notions de vitesse, d'accélération, de décélération, de mouvement uniforme.

 

 

Semaine 40 :

La tâche se complexifie : les élèves doivent retenir les coordonnées de 2 balises en vue de l'évaluation de la semaine prochaine.

En mathématique, on travaille sur l'optimisation du parcours (voir pièces jointes).

En sciences, on étudie image par image la course d'une élève sprintant sur 40 m. (voir le fichier vidéo "cinématique 1".

Les élèves constatent :

-un mouvement rectiligne accéléré de 0 m à 20 m.

-un mouvement rectiligne ralenti de 20 m à 40 m.

Sachant que le film déroule 25 images par seconde, ils utilisent le produit en croix pour mesurer le temps de passage tous les 5 m. Puis, dans un second temps, ils calculent la vitesse instantanée entre chaque intervalle de 5 m).

C'est une situation de proportionnalité !!!

distance (m) temps (s)
5 m (1/25)s x nombre d'images
d 1 seconde

Semaine 41 :

Lundi : séance d'évaluation de la coanimation "Course d'orientation et coordonnées".

Passation : 3 balises à trouver à l'aide de leurs coordonnées respectives.

Objectifs et grille d'évaluation des compétences en mathématiques :

Compétences

Capacités

Contexte EPS

Appréciation du niveau d’acquisition

S’approprier

Rechercher, extraire et organiser l’information.

Se situer dans l'espace, sur un terrain rapporté à un repère gradué d'unité 10 m, décoder le carton de contrôle et les coordonnées des 3 balises.                                                                            

/2

Analyser

Raisonner

Émettre une conjecture, une hypothèse.

Proposer une méthode de résolution, un protocole expérimental.

Optimiser le parcours et rechercher la plus courte distance.

2 stratégies :

- Partir de l'origine, courir sur l'axe des abscisses puis parallèlement aux ordonnées.

- Repérer en amont la balise et partir directement sur elle.

Poinçonner dans les cases dessinées sur la carton de contrôle.

/2

Réaliser

Choisir une méthode de résolution, un protocole expérimental.

Exécuter une méthode de résolution, expérimenter, simuler.

Choix d'une des 2 stratégies citées ci-dessus.

Poinçonner dans les cases appropriées du carton de contrôle.

Aller le plus vite possible sans se tromper.

Choisir un compromis en vitesse et planification.

/2

Valider

Contrôler la vraisemblance d’une conjecture, d’une hypothèse.

Critiquer un résultat, argumenter.

Se rendre compte de ses erreurs de repérage.

Être capable de revenir se placer à l'origine et reprendre le repérage.

Verbaliser ses échecs ou ses oublis.

/2

Communiquer

Rendre compte d’une démarche, d’un résultat, à l’oral ou à l’écrit.

Rendre un carton de contrôle complété.

 

/2

 

Voir "cartons de contrôle" en pièce jointe.

Résultats des évaluations en pièce jointe.

 

 

Nous consolidons les acquisitions des compétences en organisant une course de relais opposant deux groupes de 8 élèves validant à tour de rôle une balise.

Les résultats sont mitigés : un groupe valide 7 balises sur 8, l'autre 6. Les fautes sont des erreurs de repérage et des ... oublis de poinçonnage !

Expérimentation Maths-sciences/EPS en CAP

 

 

 

Lien entre le chapitre « équilibre d’un solide soumis à 2 forces » abordé en mécanique et le cycle « musculation » en EPS.

  1. Les notions de masse, de poids et de force définies par ses 4 caractéristiques (point d’application, droite d’action, sens, valeur en Newton), d’équilibre de solide soumis à 2 forces sont d’abord étudiées en sciences physiques et chimiques sur 3 séances de 1h30 dont 2 de travaux pratiques.
  2. La séance de musculation en co-animation est l’occasion idéale d’utiliser ces connaissances.

Mise en situation : la position de squat.

 

 

 

Un professeur place sur une barre de 7 kg à vide sur le dos d’un élève. Un deuxième est appelé pour décrire les forces qui s’exercent sur la barre. L’enseignant de sciences fait reformuler et repréciser les 4 caractéristiques des forces qui s’exercent au niveau de la nuque sur la barre.

Dans un premier temps, en interrogeant les trois ou quatre premiers élèves, il oriente les réponses, puis au fur et à mesure, pose des questions de plus en plus ouvertes aux derniers élèves.

Une session de rattrapage est proposée aux élèves plus ou moins en échec sur cette évaluation (voir grille en annexe). 

Consigne : un professeur demande de charger des barres de manière  à présenter une charge de 15 kg sur une barre de 10 kg.

 

Difficultés rencontrées : comprendre qu’il faut disposer les mêmes charges de part et d’autre de la barre de manière à l’équilibrer ; anticiper la différence 15 kg moins 10 kg ; nécessité de diviser 5kg par 2 ; construire des charges de 2 kg 500 g.

Cet exercice, simple d’apparence, a pourtant semblé difficile à la plupart.

 

Bilan : Il semble pour ma part qu’un feed-back très court entre questions, réponses, reverbalisation, essais successifs alerte l’enseignant plus rapidement quand aux difficultés de compréhension des messages et facilite la réussite de l’élève. Il semble aussi que la notion de “sens” d’une force s’appréhende plus facilement lorsqu’on l’a “subit” physiquement.

 

 

Lien entre “pourcentage” et “musculation”.

La séance d’EPS a pour objectif d’atteindre sa charge maximale sur plusieurs appareils : Développé couché, tirage nuque, biceps, triceps, presse oblique, quadriceps et ischios jambiers.

Les consignes : 

En EPS:

- augmenter progressivement les charges jusqu’à ne plus pouvoir réaliser 10 répétitions.

- noter la charge ainsi que le nombre de répétitions réalisées.

En classe :

- lire sur la table de BRZYCKI (tableau à double entrée) sa charge maximale sur chaque appareil.

- calculer 50% de cette charge maximale pour entamer les futures séances de travail lors du cycle musculation.

 

Lien entre “tennis de table” et “mathématiques”

Hormis la dimension “gestion de l’espace” et de géométrie découlant du tennis de table (dimensions de la table, hauteur du filet, volume de la balle, etc, le passage au comptage de points lors d’une rencontre s’avère parsemé d’embûches.

Un match s’arrête quand l’un des deux joueurs a gagné la manche. Une manche se joue en 11 points avec 2 points d’écart. Le serveur change tous les 2 points. L’arbitre annonce d’abord le score du serveur avant chaque engagement.

 

Objectifs de transfert en mathématiques :

Repérer le changement de service grâce à la somme paire des deux scores.

-Organiser de données avecà terme un classement à l’intérieur d’une poule de 3 joueurs en prenant en compte d’abord le nombre de victoires 

puis dans une deuxième temps la différence entre les points marqués et les points encaissés, ce qui amènera à la comparaison de nombres relatifs.

Semaine n°1 :

En tennis de table :

Fiche de relevé de score, organisation de poules de 3 joueurs.

(en annexe)

 

En mathématiques, 30 min :

Comment classer les joueurs d'une poule en fonction :

-du nombre de victoires.

-de la différence (points marqués - points encaissés) en cas d'égalité du nombre de victoires.

Compétences mathématiques visées :

- comparaison de nombres relatifs

- lire un tableau numérique simple ou à double entrée

(doc en annexe : classement par poule)

 

Compétences

Capacités

Contexte EPS

S’approprier

Rechercher, extraire et organiser l’information.

Relever les scores des matchs et créer des tableaux de classement.

                                                                  

Analyser

Raisonner

Émettre une conjecture, une hypothèse.

Proposer une méthode de résolution, un protocole expérimental.

Qui gagne la poule ? Nombre de victoires ? Goal average ? Que faire pour départager les ex aequo ?

Réaliser

Choisir une méthode de résolution, un protocole expérimental.

Exécuter une méthode de résolution, expérimenter, simuler.

Le classement est obtenu :

-au nombre de victoire décroissant

-à la plus haute différence (points marqués - points encaissés)

Valider

Contrôler la vraisemblance d’une conjecture, d’une hypothèse.

Critiquer un résultat, argumenter.

Confrontation des résultats obtenus par chaque groupe de travail, discussion, correction.

Communiquer

Rendre compte d’une démarche, d’un résultat, à l’oral ou à l’écrit.

Création d'une nouvelle grille de classements en 3 poules : poule or (les 1ers des 5 poules) poule argent (les 2èmes) et poule bronze (les 3èmes)

 

 

Semaine 10 :

En cours de mathématiques, classe entière.

Classement des poules et élaboration de poules de niveau homogène : poule or, poule argent, poule bronze.

Objectif : organisation en auto-gestion d'un tournoi de tennis de table :

Formation des poules avec têtes de série, sortie de poule, 1/4 de finale, 1/2 finale, finale et consolante.

 

 

 

 

 

 

 

Pièces jointes

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