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Les Classes Olympiques Sciences et Sport ou comment donner le goût pour l’ingénierie à travers le sport

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Les Classes Olympiques Sciences et Sport ou comment donner le goût pour l’ingénierie à travers le sport

Patrick Lacouture, professeur des universités, présente l’opération Classes Olympiques Sciences et Sport : des ateliers sportifs expérimentaux destinés aux collégiens dont le but est de donner le goût pour les sciences et l’ingénierie. 

Ce texte est le résumé d'une intervention présentée le 12 novembre 2015 au colloque bisannuel du comité français Pierre de Coubertin.

L’activité physique et sportive, enseignée de l’école primaire jusqu’en terminale, présente tous les avantages d’un média de culture scientifique et technique, et d’insertion, sur lequel la quasi-totalité des matières enseignées dans ces cycles peuvent œuvrer dans une approche pluridisciplinaire. La jeune fille ou le jeune homme, marche, court, saute, lance une balle ; cet adolescent devient alors son propre laboratoire sur lequel l’enseignant peut prendre appui, d’une part,  pour confronter les sensations éprouvées par les jeunes et la verbalisation de ses situations et, d’autre part, pour aller au-delà de la simple observation des phénomènes afin d’y introduire l’explication, qui repose le plus souvent sur une modélisation permettant une formulation mathématique, reliant de ce fait les causes à leurs effets.

Nous rejoignons en cela les propos de Paul Mouÿ et Suzanne Bachelard  (1) : « L’erreur est de croire que les faits contiennent déjà l’explication. Il faut l’y introduire… La base de la méthode expérimentale, c’est l’invention de la formule mathématique. » En effet, la démarche expérimentale devient alors une aide des plus précieuses pour quantifier, donc visualiser, des concepts très abstraits comme la force, l'accélération, la vitesse et le déplacement. Confronter l’adolescent à l’analyse de sa propre gestuelle et tenter de lui apporter une explication rationnelle (mécanique) aux mécanismes mis en jeu qui sont le plus souvent proposés par le professeur d’EPS, telle est l’ambition que nous recherchons à travers le dispositif « Classe Olympique Sciences et Sport » (COSS). Lors de ces classes, des enseignants de plusieurs disciplines (mathématiques, sciences physiques, technologie, E.P.S., sciences de la vie et de la terre principalement), accompagnant leurs élèves, ont pu découvrir le bien-fondé de notre méthodologie et l’efficacité de nos outils.

Notre démarche pédagogique

Les sciences pour l’Ingénieur viennent en appui des quatre ateliers qui constituent le programme des COSS. Chaque élève réalise l’ensemble des ateliers à travers quatre séances de trois heures chacune. Il s’agit :

  • Atelier « Je mesure ma détente verticale » au cours duquel plusieurs concepts sont abordés : masse et poids, gravité, force d’action et force de réaction, équilibre du corps en appui, centre de gravité du corps, accélération, vitesse et déplacement du centre de gravité, filiation temporelle entre ces trois paramètres cinématiques. L’enseignement de l’EPS est aussi interrogé par la notion d’impulsion et le rôle joué par les segments « libres » dans la recherche de la performance.
  • Atelier « J’analyse ma foulée de course » au cours duquel les concepts de vitesses moyenne et instantanée, le temps d’appui et de suspension aérienne sont analysés.
  • Atelier « Je saute en longueur et je me compare au champion » pour lequel l’analyse d’images est indispensable à l’aide d’une caméra vidéo pour analyser la trajectoire aérienne du centre de gravité.
  • Atelier « La musculation, c’est quoi ? ». L’adolescent est ici confronté aux notions de forces externes au corps et aux forces internes produites par les muscles actionneurs du mouvement. Des enregistrements de l’activité électromyographique des principaux muscles mobilisés dans un soulever de charge permettent de mettre en correspondance temporelle activité musculaire et force externe produite nécessaire à la réalisation de la tâche.

Ainsi, nous mettons à profit la curiosité de chacun d’eux pour répondre à quelques objectifs cruciaux : rénover l’enseignement des fondamentaux en mécanique, présenter les mathématiques appliquées comme un langage indispensable entre scientifiques, enfin, démystifier les technologies modernes de calcul et de communication.

Cette démarche nécessite :

Un apport théorique nouveau en matière de mécanique ; le corps humain doit être modélisé selon un système poly-segmentaire et les applications des lois fondamentales de la mécanique newtonienne prennent alors tout leur sens.

Des outils spécifiques sont indispensables ; ce sont ceux de la recherche en mécanique humaine mais suffisamment simplifiés pour nos ingénieurs néophytes que sont les élèves ; construits par nos soins autour de dispositifs familiers (caméscope, pèse-personne et micro-ordinateur), ils font largement appel aux nouvelles technologies, traitement d’images et calculs numériques en particulier. Ces outils ont été conçus puis réunis au sein d’une mallette pédagogique, à l’initiative du CRITT SL, par Arnaud Decatoire, ingénieur de recherche du groupe RoBioSS.

1 P. Mouÿ et S. Bachelard, Logique et philosophie des sciences, librairie Hachette, Paris, 1944.

[Cet article a été édité par l'Équipe Opérationnelle.]

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Article type

News

Author

Patrick Lacouture

Published

Sunday, December 13, 2015 - 23:00