Physique expérimentale et introduction mathématique aux sciences expérimentales (2e partie)

Langue
d'enseignement

Français

Thèmes abordés

Théorie La matière exposée dans les syllabi est enseignée en auditoire. Le professeur insiste sur les concepts de base et les démonstrations importantes ; il ajoute des exemples et fait parfois des expériences. Il dégage l'essentiel de l'accessoire. L'étudiant doit assimiler ces notions théoriques dès que possible pour pouvoir suivre les exposés ultérieurs et résoudre les exercices proposés dans le syllabus. Attention : 5 heures (en moyenne) de physique par semaine représentent une quarantaine de pages théoriques à assimiler chaque fois, sans compter les exercices à résoudre : un travail régulier est indispensable ! Exercices Après l'assimilation des notions théoriques, vous pourrez personnellement résoudre les exercices du syllabus. La plupart de ces exercices sont d'anciennes questions d'examen. Beaucoup sont résolus, certains ne le sont pas. Un conseil : après avoir lu l'énoncé de l'exercice, refermez votre syllabus et essayez de résoudre l'exercice. Ne lisez la résolution que tout à la fin ou si vous êtes complètement bloqué. La plus ou moins grande facilité avec laquelle vous résolvez ces exercices est une précieuse indication sur votre niveau de connaissance. N'hésitez pas à poser des questions en temps opportun c'est-à-dire dès que possible aux enseignants de physique. iCampus Un agenda, des annonces, une vaste banque de documents didactiques (dont les anciens examens corrigés) sont disponible sur iCampus (www.icampus.ucl.ac.be). Vous vous y inscrirez dès le début de l'année et vous vous y connecterez régulièrement pour accéder aux fichiers mis en ligne par le professeur et les assistants. Le forum, ouvert à tous en lecture et en écriture, vous permettra de dialoguer avec vos condisciples pour partager des questions et des réponses en rapport avec le cours. Test de connaissances Après environ un mois et demi de cours, un test de connaissances vous sera proposé. Vous êtes instamment prié d'y assister ! C'est une simulation parfaite de l'examen et il est indispensable que vous fassiez le point sur votre méthode de travail à un moment où il est encore temps de la réajuster. Travaux pratiques ou "T.P." Vous assisterez à 9 T.P. ou séances d'exercices au premier quadrimestre et 8 au second quadrimestre. Leur contenu est repris dans le recueil intitulé "Notes de Travaux Pratiques". Vous veillerez à avoir un cahier de T.P. complet et bien documenté. Votre assistant remplira une fiche à votre nom qui comprendra, à la fin du quadrimestre, diverses notes sur votre travail, votre assiduité, les interrogations, ... Il est indispensable de préparer ces séances. La durée des séances de T.P. et d'exercices est de 2h30. La présence à ces séances est obligatoire : l'inscription aux examens peut être refusée pour quiconque a plus d'une absence non motivée ! A.E.C. et Monitorats Des activités d'encadrement complémentaires (A.E.C.) complètent et illustrent les cours théoriques. Durant ces séances, animées par les professeurs et encadrées par des assistants, des problèmes du même type que ceux des examens de fin d'année sont proposés et analysés. Leur résolution est étudiée en détail afin que les étudiants puissent affiner leur méthodologie et acquérir la rigueur de raisonnement exigée. Des monitorats libres sont organisés très régulièrement par le professeur et les assistants. Les étudiants ont la possibilité de venir y poser toutes les questions qu'ils souhaitent, que ce soit au sujet de la théorie, de la résolution des problèmes, ou de la réalisation des travaux pratiques. Avant les examens, ce service est renforcé, quelle que soit la session. Site web Nous avons développé un site web : http://www.md.ucl.ac.be/didac/physique/homefysi.html Vous pouvez le consulter depuis les PC de la bibliothèque, ou depuis n'importe quel ordinateur connecté à Internet. Ce site comprend, outre des renseignements généraux (programmes des cours et TP, horaires, questions d'examen des années précédentes, …), un programme informatique d'aide à l'apprentissage ("applications didactiques"). Ce programme vous permet de travailler à votre rythme, quand vous le voulez et le temps que vous voulez. Il comprend des exercices à choix multiples, des questions vrai/faux, des rappels, un lexique et des animations. Ces exercices vous permettent : - de suivre la démarche de résolution d'un problème, - de recevoir des indices pour vous mettre sur la voie, - d'avoir des indications lorsque vous commettez certaines erreurs, - d'avoir des commentaires supplémentaires lorsque vous répondez correctement.

Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :
1	La physique est abordée comme une science expérimentale qui se base sur une observation précise de la réalité, le recueil systématique des données sous formes de résultats rigoureux et quantitatifs et leur interprétation au moyen de modèles qu'il s'agit de valider expérimentalement. L'objectif du cours est double : - un objectif de formation : introduire l'étudiant à la démarche scientifique telle qu'elle est pratiquée dans les sciences modernes. L'accent est mis sur l'interaction entre l'approche théorique, étudiée lors du cours et pratiquée dans les exercices, et l'approche expérimentale, développée lors des travaux pratiques et indispensable à la validation des modèles théoriques. - un objectif d'information : donner à l'étudiant les éléments nécessaires à la compréhension des matières scientifiques qu'il rencontrera au cours de ses études médicales. Le cours aborde les différents aspects d'un cours de Physique classique avec des références régulières, par le biais des applications, aux sciences de la vie et surtout à la physiologie. Trois moyens sont utilisés : - le cours comme base théorique ; - les problèmes comme applications ; - les travaux pratiques comme approche expérimentale .

Contenu

Électrostatique 
Électrodynamique 
Électromagnétisme 
Optique
Physique des radiations

Méthodes d'enseignement

Les activités d’enseignement comprennent le cours théorique, les travaux dirigés (exercices en auditoire), les travaux pratiques et les monitorats.

Cours théorique :
La matière exposée dans les slides et ouvrages de référence est discutée en auditoire. L’étudiant doit assimiler ces notions théoriques avant qu’elles soient traitées en auditoire.
Le professeur insiste sur les concepts et les notions de base et les démonstrations importantes ; il ajoute des exemples et fait des expériences en dégageant l’essentiel de l’accessoire.
Les exposés dans l’auditoire traiteront seulement les sujets les plus importants (en lien avec les AA spécifiques de chaque chapitre) suivis de la résolution en auditoire des exercices sur la matière. Des plateformes d’intervention interactive (Wooclap, Moodle,…) seront utilisées. Dans toutes les séances il y aura un temps consacré aux questions des étudiants.
Travaux Dirigés (TD):
8 séances de 2h en auditoire.
Après un petit rappel de la théorie, l’assistant explique comment aborder les exercices et en résout quelques-uns en détail. 
Les énoncés des exercices sont disponibles avant la séance sur Moodle.
Il est indispensable de préparer les exercices à l'avance afin de profiter de la séance de TD pour poser ses questions à l’assistant.

Travaux Pratiques (TP):
4 séances de 2h15, sur inscription préalable.
En salles de TP (bat. Ehrlich) par petits groupes. Les notes de TP sont disponibles à l’avance sur Moodle.
La séance débute par une petite interrogation portant sur le contenu des manipulations à effectuer et se clôture par un petit test sur Moodle.
Il est indispensable de préparer à l’avance le laboratoire afin d’avoir suffisamment de temps pour réaliser toutes les manipulations lors de la séance de TP.
Les diverses évaluations permettront de gagner jusqu’à DEUX points de bonus à l’examen.

Monitorat :
Plusieurs monitorats sont organisés tous les jours de la semaine. Pendant la séance, l’assistant répond aux questions des étudiants.

Activités d’encadrement complémentaires :
- Moodle et son forum pour poser des questions sur les contenus du cours : plusieurs fils de discussion organisés par matière et surveillés/animés par des assistants de physique.

- Applications didactiques :  https://sites.uclouvain.be/didac-physique/didacphys/ . Site web développé et entretenue par les collaborateurs de l’équipe d’enseignants contenant plusieurs sections tels que des rappels de la plupart des sujets traités pendant les cours, un lexique des termes utilisés en physique, des animations, des Questions Choix Multiple, des VRAI/FAUX, un formulaire, etc. La consultation de ce site web est optionnelle. Il aide à fixer des concepts, s'entraîner à la résolution de problèmes ainsi qu'à tirer le lien entre les différentes parties du cours.

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

L'évaluation de l'UE se fait par le biais d'un examen écrit, avec :
- une partie théorique basée sur des questions à choix multiples, comptant pour environ 10/20
- une partie de résolution d’exercices comptant pour environ 10/20

De plus, il sera possible d'obtenir un bonus lié au travail journalier basé sur des interrogations en début de séance et des rapports de TPs, allant jusqu’à +2/20.
L'inscription aux TPs n'est pas obligatoire, mais un étudiant inscrit ne participant pas activement au TPs pourra être soumis à un malus de -1/20.
Un examen oral de rattrapage pourrait être organisé pour les étudiants ayant une note suffisamment proche de 10/20.
Si nécessaire, l'usage de la calculatrice sera autorisé durant l'examen de Physique, pour autant que cette calculatrice soit simple c'est-à-dire non programmable et ne contenant aucune formule scientifique. (par ex. la CASIO fx92 (environ 20 Euros) ou la Texas Instrument Ti 30 ou toute autre calculatrice comparable).

Bibliographie

- Les slides du cours (disponibles sur Moodle) et les notes personnelles des étudiants du cours ex cathedra sont l’unique référence officielle pour la partie théorique.
- Le syllabus d’exercice (disponibles sur Moodle) et les notes personnelles des étudiants de TDs/TPs sont l’unique référence officielle pour la partie pratique.
- Les exercices sur Moodle et les “applications didactiques” sont une aide précieuse pour mieux comprendre le cours.

- En complément, les références suivantes peuvent être utiles pour mieux comprendre certains concepts (mais ne sont pas obligatoires):
    -  Ancien syllabus de théorie, disponible sur Moodle (plus en phase avec le cours actuel, mais rempli d’explications utiles)
    - “Physics for the Life Sciences” de Zinke-Allmang et al. (en anglais, mais rempli d’applications de la Physique aux Sciences de la Vie),
    - “Physique Générale” de Giancoli, tomes 2 et 3, “Physique” de Serway, tomes 2 et 3 et “Physique” de Benson, tomes 2 et 3 (3 références absolues en français,
remplis d’exercices et faciles d’accès en bibliothèque)
    - Notes de cours du MIT: http://web.mit.edu/viz/EM/visualizations/coursenotes/

Faculté ou entité
en charge

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