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Colles de physique – chimie

Les colles commencent la semaine prochaine, et c’est le moment d’expliciter un peu le principe du jeu.

Nombre de joueurs : 4 (trois élèves et un enseignant) de 17 à 67 ans.
Durée : environ 1 heure.
Lieu : n’importe quelle salle disposant d’un tableau assez grand, de préférence celle indiquée sur le colloscope.

Règle du jeu. Les élèves se placent au tableau, et s’attachent à répondre aux questions du colleur, qui peuvent revêtir la forme d’une interrogation sur le cours ou d’un exercice à résoudre. Il s’agit avant tout d’un entrainement à l’oral ; il ne s’agit donc pas d’un « écrit debout » où le tableau joue le même rôle qu’une copie. Sur le tableau, on peut noter les concepts utilisés (théorème, formules), les calculs (pas nécessairement tous les détails) et le résultat, l’ensemble devant ensuite être expliqué oralement au colleur, avec éventuellement davantage de détails, des remarques, des conclusions qualitatives. Une colle est donc avant tout un échange oral avec le colleur : apprendre à parler face à quelqu’un (même si on est timide, même si on n’est pas sûr de soi), expliquer et défendre un raisonnement. C’est aussi un exercice testant la réactivité du candidat : le colleur est là pour remettre sur la voie. Face à une erreur de raisonnement, il va poser une question, tendre une perche, que l’élève doit saisir et utiliser pour modifier son raisonnement ou ses conclusions. A la limite, un élève qui fait correctement un exercice classique intégalement au tableau sans jamais ouvrir la bouche fait une moins bonne colle qu’un élève qui se trompe un peu mais sait engager le dialogue avec le colleur et modifier son discours au fur et à mesure.

Fin du jeu : le décompte des points est effectué uniquement par le colleur, qui prend en compte les connaissances, la capacité de raisonnement, et bien entendu la qualité des échanges avec l’élève.

Quelques pièges à éviter.
- Se réfugier derrière ce qu’on a écrit au tableau. Il faut se forcer à parler et à s’expliquer.
- Que la colle soit un échange ne signifie pas qu’on doive submerger le colleur sous un flot de paroles ayant un rapport plus ou moins lointain avec le sujet. Ce n’est pas la quantité de parole qui est récompensée, mais sa qualité.
- Arriver en colle sans avoir appris son cours et commencer par dire « j’ai plein de questions sur le cours car je n’ai rien compris ». Ce n’est pas comme ça que ça marche. Ne pas avoir tout compris ne dispense pas d’apprendre les formules à connaitre, les unités, etc.
- Dans mon esprit, une colle n’est pas destinée à être une épreuve, mais une aide. Une colle est l’occasion simultanément : de faire le point régulièrement sur son travail et l’assimilation des notions vues en cours, de savoir si on travaille de façon efficace ou non, d’éclaircir des points un peu flous à l’occasion de l’échange avec le colleur (avoir un point de vue différent de celui de son professeur est parfois très éclairant), et bien sûr de s’entrainer à l’épreuve orale du concours. En conséquence, vous ne devez pas ressentir les colles comme un piège, une fatalité, un horrible moment à passer ou une rencontre avec un dangereux sadique, sans quoi d’une part votre année sera un enfer et d’autre part les colles ne vous apporteront rien.

Sans aller jusqu’à  dire qu’il s’agisse du système parfait, n’oubliez jamais que les colles sont une des raisons de l’excellence de la formation en classe préparatoires. Profitez-en pleinement.

A propos des colles de physique-chimie

Les colles vont commencer la semaine prochaine, régies par le fameux colloscope de M. K., à ne pas confondre avec son gateauscope dont je suis jaloux.

Le déroulement d’une colle.

D’un point de vue pratique, les colles de physique-chimie se déroulent avec 3 étudiants, 1 tableau et 1 colleur. Le colleur, c’est celui qui vous fera peur au début de l’année, et qui sera presque votre ami à la fin de l’année. Les deux autres étudiant-e-s ne servent à rien pour votre colle, sauf si l’un ou l’une d’entre eux peut vous souffler discrètement des indications. Le tableau, lui, est juste là pour écrire.

Que doit-on faire pendant une colle ?

En physique-chimie, l’interrogation consiste à résoudre un exercice qui vous sera proposé par le colleur. Si vous y arrivez, bien évidemment, vous pouvez rejouer et résoudre un second exercice, et ainsi de suite. La colle est un exercice destiné à vous préparer à l’oral des concours. Il s’agit donc avant tout d’un exercice oral, et le tableau est un support de votre présentation. Autement dit, on ne s’attend pas à ce que vous fassiez une copie au tableau. En particulier, les questions qualitatives, les définitions de cours, les commentaires sur un résultat n’ont pas à être intégralement notés au tableau; vous devrez les expliciter à l’oral lorsque le colleur vous interrogera. Dans le même ordre d’idée, la colle est l’occasion d’un dialogue: si un point de l’exercice ne vous parait pas clair, vous devez prendre l’initiative de poser une question au colleur, et non pas attendre passivement qu’il vienne vous voir.

Que doit-on savoir en venant en colle ?

Une chose est certaine: le jour de l’oral du concours, il faudra venir en sachant tout le programme des deux années de BCPST. Il est préférable, en colle, de savoir tout ce qui a été vu précédemment dans la matière considérée. Cependant, la colle est centrée avant tout sur ce qui a été récemment traité en cours. Je fournirai un programme de colle chaque semaine, qui sera affiché en classe et disponible sur le site des cours de physique (à la rubrique: programme de la semaine).

Qu’est-ce qui est noté dans une colle ?

Une colle est l’occasion avant tout pour vous, mais aussi pour le colleur et donc pour moi, de faire le point sur votre niveau. Lors d’une colle vous devez montrer tout à la fois que vous avez appris votre cours, et que vous avez compris votre cours. Si le cours n’est pas connu, la note ne sera pas bonne quelles que soient les autres qualités que vous aurez pu montrer. Si le cours est connu, le colleur sera plus favorablement disposé à votre égard: il vous pardonnera plus facilement des erreurs de calcul, des maladresses et des hésitations dans le raisonnement, etc. C’est donc un contrôle des connaissances et des acquis. Mais cela ne s’arrête pas là: une colle est un entraiment à l’oral. Une colle est donc un exercice durant lequel vous devez parler pour expliquer vos raisonnements, donner des conclusions, répondre à des questions, éventuellement non posées dans l’énoncé. Une colle évalue donc votre façon de vous adapter à un interlocuteur et de dialoguer avec lui.

Les colles sont-elles un long et horrible moment à passer ?

Si je me souviens bien de ma première colle (en tant qu’élève), oui. Mais vous vous rendrez rapidement compte qu’une colle est une occasion unique d’éclaircir des points du cours qui vous semblent obscurs, et de suivre en direct votre progression au long de l’année. Il faut les prendre positivement pour ce qu’elles sont: un entrainement et non pas une punition. Venir en colle en trainant des pieds et sans avoir travaillé est contre-productif.

Calculatrice et régression linéaire

Je voudrais bien insister sur un point, concernant le déroulement des colles : il est impératif de venir en colle avec sa propre calculatrice. Le programme de colle de la rentrée indique explicitement qu’on doit savoir faire une régression linéaire, et les colleurs ont eu comme instructions de poser systématiquement un exercice qui la nécessite. La consigne suivante est claire : pas de calculatrice, pas de point à l’exercice.

D’une façon générale, on doit venir en physique-chimie (cours, TD, TP ou colle) avec sa calculatrice. Je sais bien que vous êtes tous excellents en calcul mental, mais bon, des fois, il faut extraire des ln, des exp, des sin et des cos, et vous ne manipulez pas assez vite la règle à calcul ni le boulier.

Concernant la régression linéaire, je rappelle qu’il s’agit d’une méthode numérique permettant de déterminer l’équation de la meilleure droite passant par un ensemble de points. J’ai expliqué son principe dans la fiche n°5 disponible dans la rubrique outils mathématiques sur le site des cours de physique. Les modes d’emploi pour des TI ou des casio sont disponibles quelque part sur ce blog (et constituent soit dit en passant parmi les articles les plus consultés !).

On peut maintenant se poser la question : quand faire une régression linéaire et quand ne pas en faire ?

On fait une régression linéaire si :
- on a une calculatrice,
- on a un tableau comportant pleins de valeurs,
- on postule et on veut vérifier que ces valeurs sont distribuées selon une loi affine.

On ne fait pas une régression linéaires si :
- on n’a pas de calculatrice (si la calculatrice est interdite à l’épreuve, c’est qu’on peut répondre à la question sans faire de régression et donc on ne reste pas comme un âne à se lamenter, mais on cherche comment faire),
- on n’a que 2 points (par deux points, il passe toujours une droite, même s’il ne s’agit pas d’une loi affine, à méditer),
- on n’a besoin que d’un ordre de grandeur et pas de valeurs précises.

Quel est l’avantage d’une régression linéaire par rapport à faire des moyennes à partir des valeurs du tableau. Eh bien la régression linéaire fait trois choses pour le prix d’une : 1) elle montre si oui ou non il y a une loi affine dans l’histoire, 2) elle déterminer le meilleur coefficient directeur correspondant, et 3) elle détermine l’ordonnée à l’origine.

Quel est l’avantage d’une régression linéaire par rapport à juste prendre deux points au hasard pour calculer la pente ? A l’écrit des concours, les valeurs sont la plupart du temps arrangées (elles sont merveilleusement bien alignées) et effectivement prendre deux points au hasard marche tout aussi bien (ce qui ne veut pas dire que c’est ça qu’il faut faire). Dans la réalité, et en particulier en TP, les valeurs sont souvent nettement moins parfaites, et en prenant 2 points au hasard, vous ne pouvez écarter l’hypothèse que l’un des deux soit très faux du fait d’une erreur expérimentale. Faire la régression linéaire permet de lisser les erreurs expérimentales en travaillant simultanément sur toutes les valeurs.

Régression linéaire ou graphique ? Les deux et systématiquement les deux en TP. La représentation graphique permet de détecter instantanément les points aberrants (à condition de savoir reporter des points sur un graphique bien entendu) et donc de pouvoir les écarter de l’exploitation des données par une régression linéaire. Ces deux approches sont complémentaires.

Déroulement des colles

Pour ceux qui bavardaient pendant que je donnais les explications, je reprends les points principaux.

La colle se déroule par groupe de 3, tous les 3 au tableau avec un exercice à résoudre ou une question de cours, ou toute autre chose que l’examinateur vous demande.
Pendant une courte phase de préparation, vous réfléchissez à la question posée, et vous écrivez les points clé du raisonnement au tableau, ainsi que les calculs (pas forcément toutes les lignes) et les résultats. Dans une deuxième phase, l’examinateur vous demande d’expliquer oralement ce que vous avez fait. Vous devez donc parler, en vous aidant de votre tableau.

Le but de la colle est double : 1) s’entrainer à l’oral (ne pas avoir peur de se lancer, de proposer des réponses, de dialoguer avec l’examinateur, de suggérer des explications, de défendre votre opinion, etc) et 2) de faire le bilan de vos connaissances et de vos capacités à résoudre un exercice.

Je n’envisage pas les colles comme une sanction, mais comme une aide. La colle doit vous aider à progresser dans votre façon d’apprendre le cours, dans votre façon de réagir face à un problème nouveau, et éventuellement, de profiter d’être en petit groupe pour éclaircir un point obscur avec le colleur. Il ne s’agit évidemment pas de venir sans avoir travaillé et de demander au colleur de réexpliquer le cours. En revanche, à l’occasion de l’exercice proposé, on peut demander au colleur de préciser quelques points : pourquoi peut-on faire telle approximation ? est-ce que telle loi est toujours valable ? est-ce qu’il y a une méthode plus simple pour tel calcul ?

Relativisez les notes de colles. Elles sont importantes en ce sens qu’elles permettent de faire le point. Avoir moins de la moyenne doit vous alerter ; avoir 12 ou 13, c’est tout juste bien sans plus ; avoir 16, c’est rassurant. Cependant, l’année ne se joue pas sur les notes de colle et encore moins sur une seule. En tout état de cause, n’hésitez pas à venir me parler si vous êtes en souci.