Laboratoire

Expériences de laboratoire
Utilisation des ordinateurs en laboratoire
Intégration des apprentissages

Expériences de laboratoire

Biologie

• Simulation de l'évolution par les professeurs du département de biologie du Collège Ahuntsic (chantal.racine@collegeahuntsic.qc.ca).

  Laboratoire illustrant les concepts de dérive génétique et de sélection naturelle à partir de l'étude d'une population de moules sur fond marin soumises à la prédation à vue ou à la mortalité aléatoire. Les moules sont simulées par des billes et les élèves jouent les prédateurs et les billots de bois.

  Activité 8 du recueil Coffre aux trésors pédagogiques en sciences au collégial, vol. 1 (section Trésors pédagogiques).

• Projet de fin d'études en biologie avec expérimentation assistée par ordinateur par Alice Marcotte du Collège Ahuntsic et par Gilles Sabourin du Collège Gérald-Godin.

Description du cours Projet de fin d'études en biologie conçu avec l'approche par compétences et visant l'intégration de la démarche scientifique par l'expérimentation assistée par ordinateur (ExAO).

Activité 2 du recueil Coffre aux trésors pédagogiques en sciences au collégial, vol. 1 (section Trésors pédagogiques).

• Micropropagation in vitro de violettes africaines proposé par Jocelyn Pilon, professeur de biologie du Collège Gérald-Godin. Ce protocole a été initialement rédigé par Nicole Brassard de LABOTANICA Biotechnologie, modifié et adapté par Francine Faucher et Marie-Andrée Piché du Collège Montmorency et ensuite par Christine Bouvier, Micheline Mayrand et Jocelyn Pilon du Collège Gérald-Godin.

Activité présentée dans le cadre du colloque collégial de l'APSQ en collaboration avec le Saut quantique en juin 2003.

• Inventaire et systématique des arthropodes tropicaux par Daniel F. Léger du Cégep de l'Outaouais.

  Cette expérience consiste à créer un inventaire d'arthropodes au Costa Rica, dans le cours Projet de synthèse en biologie.

  Activité 1 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 1 (section Trésors pédagogiques).

• Expérimentation assistée par ordinateur sur la productivité des algues par Alice Marcotte du Collège Ahuntsic et par Gilles Sabourin du Collège Gérald-Godin
  
  Les élèves vérifient l'influence de quatre différents niveaux d'intensité lumineuse sur la productivité de végétaux grâce à la mesure de la quantité d'oxygène dissous d'une solution contenant des algues à l'aide de l'ordinateur.

Activité 2 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 1 (section Trésors pédagogiques).

• Alice Marcotte, professeure de biologie du Collège Ahuntsic, a présenté des expériences utilisant l'expérimentation assistée par ordinateur avec un oxymètre lors du colloque collégial de l'Association pour l'enseignement de la science et de la technologie au Québec (APSQ) en collaboration avec le Saut quantique en juin 2003. (Pour d'autres exemples, veuillez consulter la page Web d'Alice Marcotte.)

• Les sites Internet La contraction musculaire et Les réflexes médullaires produits par le CCDMD et par Jocelyn Lavallée et Robert Szczech du Collège de Maisonneuve se veulent le plus près possible des expériences faites in vivo chez la grenouille. Ils permettent d'étudier la réponse mécanique du muscle à une stimulation électrique variable en intensité, en durée et en stimulation isolée ou continue. Ces logiciels gratuits sur Internet sont une bonne solution de rechange à l'apprentissage de ces concepts sans les désavantages de la vivisection.

• Activité d'intégration chimie-biologie par Lucie D'Amours, Madeleine Arseneau et Louis-François Bélanger, Centre d'études collégiales des Îles-de-la-Madeleine du Cégep de la Gaspésie et des Îles

Ce travail de recherche (théorique et expérimental) traitant d’un élément ou d’une molécule appliqué à une problématique environnementale, à l’étude d’un phénomène génétique ou à la santé permet aux élèves, à la première session, de commencer l’intégration des notions entre deux disciplines spécifiques : la chimie et la biologie.

Activité 5 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 2 (section Trésors pédagogiques).

• Apprentissage par problèmes en immunologie par Patrick Fillion du Cégep de l'Outaouais.

  Cette activité initie les élèves à l’apprentissage par problèmes (APP) en immunologie dans deux contextes différents : théorique et pratique.

  Activité 5 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 4 (section Trésors pédagogiques).

• Mission intégration d'un organisme au Biodôme de Montréal par Marie-Paule Otte du Collège Lionel-Groulx, lauréate du concours Sortir des sentiers battus 2005-2006.

  Les élèves sont invités à répondre à un appel d’offres fictif du Biodôme de Montréal, leur demandant de réaliser une analyse du potentiel d’intégration d’un nouvel organisme dans l’un des écosystèmes actuellement en exposition.

  Activité 6 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 4 (section Trésors pédagogiques).

Chimie

• Activité enzymatique et expérimentation assistée par ordinateur par Clément Pouliot du Cégep de Sept-Îles.

  Les élèves étudient l'activité enzymatique de la catalase et les facteurs influençant celle-ci à l'aide de sondes couplées à un ordinateur.

  Activité 4 du recueil Coffre aux trésors pédagogiques en sciences au collégial, vol. 2 (section Trésors pédagogiques).

• Casse-tête de Cannizzaro par Catherine Filteau et Patrick Draper du Champlain Regional College (Lennoxville).

Cette activité combine une recherche bibliographique et une expérience de laboratoire fondée sur la réaction de Cannizzaro. L'objectif de l'expérience consiste à identifier un aldéhyde inconnu grâce à la caractérisation de deux produits utilisés dans la réaction de Cannizzaro : un acide et un alcool.

Activité 9 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 1 (section Trésors pédagogiques).

• Activité d'intégration chimie-biologie par Lucie D'Amours, Madeleine Arseneau et Louis-François Bélanger, Centre d'études collégiales des Îles-de-la-Madeleine du Cégep de la Gaspésie et des Îles.

Ce travail de recherche (théorique et expérimental) traitant d’un élément ou d’une molécule appliqué à une problématique environnementale, à l’étude d’un phénomène génétique ou à la santé permet aux élèves, à la première session, de commencer l’intégration des notions entre deux disciplines spécifiques : la chimie et la biologie.

Activité 5 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 2 (section Trésors pédagogiques).

• Viser l'autonomie : identification d'un mélange inconnu, par Bruno Voisard du Cégep André-Laurendeau

Afin de développer leur autonomie en laboratoire, les élèves travaillent en équipe pour rédiger et expérimenter un protocole leur permettant de séparer un mélange d’un acide et d’une base organiques, à l’état solide, et de les identifier parmi une courte liste de possibilités.

Activité 7 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 2 (section Trésors pédagogiques).

• Site Internet sur les chiffres significatifs. Exerciseur sur les chiffres significatifs produit par le CCDMD et par Clément Pouliot du Cégep de Sept-Îles.

• Synthèse et analyse de la nifédipine par David Perelle et Claude Bordeleau, Collège Ahuntsic.

  Cette activité présente la synthèse de la nifédipine. Ce composé appartient au groupe des inhibiteurs calciques utilisés pour contrôler l’angine pectorale et l’hypertension. Il a été développé et breveté par la Compagnie Bayer (célèbre grâce à l’aspirine) il y a plus de trente ans.
  

  Activité 5 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 3 (section Trésors pédagogiques).

• Cinétique chimique assistée par ordinateur par Gilles Sabourin, Collège Gérald-Godin.

  Cette activité propose de suivre la vitesse de décoloration de la phénolphtaléine en milieu alcalin et la température à l’aide d’un spectrophotomètre relié à un ordinateur. Les élèves interprètent leurs résultats en regard des aspects théoriques présentés en classe et les comparent aux résultats d'un article scientifique en anglais qui traite de cette expérience.

  Activité 4 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 3 (section Trésors pédagogiques).

• Rapports de laboratoire : obtenir de meilleurs résultats avec moins de travail par Stéfanie Hénault du Cégep régional de Lanaudière.

  Cette stratégie pédagogique permet aux élèves d’acquérir une méthode de rédaction qu’ils pourront appliquer à n’importe quel sujet, de maîtriser les critères de correction et d’être actifs. Elle permet aussi une rétroaction fréquente et diminue la charge de travail des élèves et du professeur. Ambiance de classe non compétitive et favorable à l’apprentissage.

  Activité 8 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 4 (section Trésors pédagogiques).

• La cryoscopie, conception d’un protocole par Elaine Bélanger du Cégep Marie-Victorin.
  
  Les élèves conçoivent eux-mêmes le protocole d’une expérience permettant de démontrer l’effet de la concentration d’une solution sur sa température de congélation. Ils comparent également l’effet de deux solutés différents et s’initient à la régression linéaire.
  
  Activité 9 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 5 (section Trésors pédagogiques).
  

Physique

• Igor Orjikh Le-Feuvre, professeur de physique du Cégep du Vieux Montréal, a suscité les débats dans son atelier au colloque collégial de l'ASPQ en collaboration avec le Saut quantique, en juin 2003, en posant deux questions : 1) Y a-t-il une nouvelle façon d'enseigner les sciences expérimentales ? Si oui, quelle est cette façon ? 2) Comment le réel et le virtuel, particulièrement en mode « ExAO », peuvent-il s'intégrer dans cette nouvelle façon d'enseigner les sciences expérimentales ? À lire sa présentation PowerPoint (Attention, le téléchargement risque d'être long, soyez patient !) qui vous fera sûrement réfléchir sur ces questions.
  

• Projet de recherche DEC plus par André Blais, René Cossette, Alain Lachapelle, Éric Lavigne, Louis Robichaud et Ginette Trudeau du Collège André-Grasset.

  Projet de recherche d'envergure avec l'établissement de liens en dehors du collège : universités, institutions de recherche ou compagnies. Cette collaboration avec des chercheurs passionnés suscite la motivation envers la recherche universitaire ou industrielle et donne accès à des ressources matérielles souvent inaccessibles ou trop rudimentaires au niveau collégial.

  Activité 3 du recueil Coffre aux trésors pédagogiques en sciences au collégial, vol. 1 (section Trésors pédagogiques).
  

• Initiation à la rétroingénierie : une collaboration collégiale-universitaire par Philippe Etchecopar et par Suzanne Desjardins du Cégep de Rimouski avec la collaboration de Roselyne Escarras du Carrefour des sciences et technologies, Est du Québec, de Jean Brousseau et de Jean-François Méthot de l'UQAR.

  Cette activité présente un des projets de fin d'études que les élèves peuvent choisir, soit celui d'analyser le système sur lequel travaillent les étudiants en génie de l'UQAR, dans le cadre de l'un de leurs cours de projet.

  Activité 7 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 1 (section Trésors pédagogiques).
  

• La Relève scientifique : des élèves chercheurs au collégial par Martin Aubé du Collège de Sherbrooke.

  Des élèves du programme Sciences de la nature et du programme Sciences, lettres et arts sont intégrés dans des activités de recherche en physique appliquée du Groupe de recherche et d'applications en physique au Collège de Sherbrooke (GRAPHYCS). Les recherches menées par ce groupe de recherche portent sur la modélisation numérique en physique appliquée en partenariat avec des entreprises, des centres de recherche et des universités.

Activité 11 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 1 (section Trésors pédagogiques).

• Au feu, eau secours ! par Stéphan Gaumont-Guay du Cégep de Limoilou.

Cette activité propose aux élèves la possibilité d’explorer quelques notions de physique mécanique entourant la lutte contre les incendies de forêt en utilisant l’apprentissage par problèmes (APP) dans un cadre expérimental.

Activité 9 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 2 (section Trésors pédagogiques).

• Un pas vers l'intégration des apprentissages en physique, par Simon Labelle du Collège de Valleyfield.

  Dans le cours Ondes, optique et physique moderne, les élèves, en équipe, doivent concevoir et réaliser une expérience sur un sujet choisi parmi une liste proposée par le professeur. Cette activité d'une durée de 5 à 6 semaines, peut être considérée comme un début d’activité d’intégration du programme Sciences de la nature, puisqu'elle demande aux élèves d’utiliser les habiletés expérimentales qu’ils ont développées pendant les trois premières sessions du programme et de les appliquer à l’étude d’une situation nouvelle.

  Activité 10 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 2 (section Trésors pédagogiques).

• Site Internet sur les chiffres significatifs. Exerciseur sur les chiffres significatifs produit par le CCDMD et par Clément Pouliot du Cégep de Sept-Îles.

• Site de Richard Beauchamp, professeur de physique du Collège de Bois-de-Boulogne. À voir : contenu théorique, animation Excel et expériences de laboratoires pour les cours de mécanique (NYA) et d'optique et physique moderne (NYC).

• La fusée : une activité de haut vol par Christian Héon du Cégep de Victoriaville.

  Cette activité consiste en une longue expérimentation échelonnée sur presque toute la session. Elle se divise en 3 étapes : construction d’une fusée, mesure de la trajectoire de la fusée et simulation de vol.

  Activité 7 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 3 (section Trésors pédagogiques).

• Apprentissage par problèmes avec représentations multiples par Nathaniel Lasry du John Abott College, lauréat du concours Sortir des sentiers battus 2005-2006.

  Les élèves prennent le rôle d’un inspecteur des unités de scènes de crime appelé à résoudre un meurtre. Pour y parvenir, ils doivent recueillir des informations à partir de la scène (mesure du calibre de la douille permettant de trouver la vitesse initiale de la balle, angle d’entrée de la douille dans un bloc, etc.) et se familiariser avec le mouvement cinématique en deux dimensions.

  Activité 3 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 4 (section Trésors pédagogiques).

• Apportez votre instrument de musique en classe par Simon Langlois, Collège Shawinigan.

  Cette activité vise à familiariser les élèves avec les principes fondamentaux agissant dans la production de sons à l’intérieur d’instruments de musique. Elle s’effectue en équipe de deux. Les élèves apportent un instrument de musique en classe et peuvent comparer les lois des tuyaux ouverts et des cordes vibrantes à la réalité.

  Activité 1 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 4 (section Trésors pédagogiques).

• La physique des manèges par Julie Bolduc-Duval du Cégep de Sherbrooke.
  
  Une sortie à La Ronde est planifiée afin de leur permettre de recueillir des données sur les manèges et de comprendre les principes physiques en jeu. À la suite de cette sortie, les élèves doivent faire un travail portant sur la physique des manèges (puissance des moteurs, pourcentage d’énergie perdue par frottement, vitesse maximale atteinte, force g ressentie, etc.) pour se familiariser avec les concepts. À la fin de la session, ils ont à présenter leur manège à leurs collègues de classe.
  
  Activité 5 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 5 (section Trésors pédagogiques).

• Découvrir la lumière par l’expérience par Simon Langlois du Collège Shawinigan
  
  Cette activité vise à familiariser les élèves avec les principes fondamentaux de la lumière. Elle s’effectue en équipe de deux ou trois. À l’aide du matériel disponible en classe et des situations qui leur sont proposées, les élèves doivent trouver un moyen de résoudre la problématique touchant le domaine de l’optique géométrique (réfraction, dispersion, dioptrie, réflexion, réflexion totale interne).
  
  Activité 7 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 5 (section Trésors pédagogiques).
  

Mathématiques

Activités pédagogiques présentant une démarche de modélisatin en mathématiques à partir de logiciels de calculs symbolique, en l'occurance Maple.

Activité 7 du recueil Coffre aux trésors pédagogiques en sciences au collégial, vol. 1 (section Trésors pédagogiques).

• Stéréogrammes sur Excel par Vincent Papillon du Collège Jean-de-Brébeuf.

  Les élèves, en équipe, conçoivent et numérisent un ou plusieurs objets 3D et calculent sur Excel leurs projections centrales 2D d’où ils obtiennent les dessins en perspective pour chaque œil.

  Activité 9 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 3 (section Trésors pédagogiques).

• Laboratoires d'algèbre linéaire utilisant Maple par Claude Saint-Hilaire du Collège de Bois-de-Boulogne
  
  Pour initier les élèves au calcul symbolique dans le cours Algèbre linéaire, le professeur propose des laboratoires Maple qui accompagnent le livre d’algèbre linéaire chapitre par chapitre. Ces laboratoires initient les élèves au langage informatique d’un logiciel de calcul symbolique et permettent également d’approfondir les connaissances enseignées en classe.

  Activité 10 du recueil Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 3 (section Trésors pédagogiques).

Utilisation des ordinateurs en laboratoire

Un dossier expliquant l'expérimentation assistée par ordinateur (ExAO) est disponible dans la section Dossiers.

Pierre Morin, professeur de physique du Collège de Bois-de-Boulogne, présente, sur son site Internet, des instructions pour rédiger des rapports de laboratoire avec Word et avec Excel et deux macros graphiques pour Excel : Graphique de science et Diagramme linéaire qu'il a conçues.

La macro Graphique de science trace les droites de pentes minimum et maximum, puis calcule les paramètres de l'équation et les rectangles d'incertitudes. Le calcul des incertitudes sur la pente et sur l'ordonnée à l'origine utilise la méthode expliquée dans le Guide des Sciences expérimentales de Boisclair et Pagé (ERPI).

La macro Diagramme linéaire de comparaison illustre, à partir des données inscrites dans un fichier Excel, si l'écart entre deux mesures ou une mesure et la valeur théorique est significatif ou non.

Intégration des apprentissages

Un dossier présentant quelques éléments théoriques sur l'intégration des apprentissages (objectif 00UU) et des idées d'activités pédagogiques est disponible dans la section Dossiers.