Enseigner avec un projecteur : simulations en classe entière

Enseigner avec un projecteur reste le moyen le plus rapide de faire regarder la même idée à trente élèves au même instant. Une simulation sur le grand écran transforme cet instant en expérience : vous changez une seule chose, toute la classe voit ce qui se passe et chacun a de quoi débattre. Ce guide montre comment mener une telle démonstration en classe entière avec Simulic. Vous préparerez le mode Présenter, ferez passer les élèves sur leur propre appareil grâce à un QR code, mènerez une démonstration pas à pas et utiliserez des techniques de questionnement qui font réfléchir chaque élève, pas seulement les trois qui lèvent toujours la main. Il se termine par trois démonstrations détaillées en physique, en chimie et en biologie, avec les vraies valeurs affichées par chaque simulation.

Si vous débutez avec les simulations en classe, commencez par le guide des simulations interactives en classe. Cet article approfondit la partie projecteur.

Pourquoi une démonstration en classe entière vaut le temps

Une démonstration au projecteur n'est pas un cours magistral avec des images animées. Bien menée, elle fait trois choses que le travail individuel fait mal :

• Elle crée une question commune. Quand tout le monde prédit le même événement, la discussion a un point d'appui. Avec trente élèves sur trente écrans, vous obtenez trente explorations différentes et aucun point commun à discuter.
• Elle fait émerger les conceptions erronées en public. Si la moitié de la classe prédit que la bille la plus lourde arrive la première, vous le savez tout de suite et tout le monde voit la preuve ensemble.
• Elle montre comment utiliser la simulation. Les élèves qui vous regardent changer une variable à la fois reprennent cette habitude quand ils travaillent seuls.

Le revers, c'est que les élèves ne font que regarder. Gardez les démonstrations courtes (8–12 minutes par cycle) et passez la simulation aux élèves dès que la question commune a trouvé sa réponse.

Préparer le mode Présenter avant le cours

Le mode Présenter affiche une simulation sur l'écran de la classe sans l'encombrement dont les élèves ont besoin sur leur propre appareil.

1. Ouvrez la page de la simulation, cliquez sur Partager et, dans l'onglet Simulation, réglez les valeurs de départ de votre démonstration. Ces valeurs sont verrouillées sur le lien que vous créez ensuite.
2. Dans l'onglet Liens de partage, sous Nouveau lien, nommez le lien (« Groupe 4 · démo ») et cliquez sur Créer le lien.
3. Sur la carte du lien, cliquez sur Présenter. Le lien s'ouvre dans un nouvel onglet en mode Présenter, c'est-à-dire le lien de lecture avec ?present=1 à la fin. Vous pouvez aussi taper vous-même ?present=1 après n'importe quel lien de lecture.
4. Utilisez Plein écran pour que la simulation remplisse le projecteur, et Recommencer pour la relancer depuis le début.

Le mode Présenter n'affiche que la simulation. Les questions et les verrous de prédiction associés au lien n'apparaissent pas : la démonstration ne se bloque donc jamais sur une question destinée aux élèves. Quand les élèves ouvrent le même lien sur leur propre appareil, ils voient les questions.

Avant la séance, ouvrez le lien Présenter sur l'ordinateur de la salle, pas seulement sur votre portable. Vérifiez trois choses : le texte est lisible depuis le dernier rang (zoomez le navigateur à 125–150 % sinon), le projecteur montre toute la simulation, et le réseau de l'établissement ne bloque pas simulic.com.

Passer les élèves sur leur appareil : Afficher le QR code

À un moment, la classe doit cesser de regarder et se mettre à tester. En mode Présenter, cliquez sur Afficher le QR code. Un grand QR code remplit l'écran, avec l'adresse courte en dessous. Les élèves le scannent avec un téléphone ou une tablette, ou tapent l'adresse sur un ordinateur portable, et la simulation s'ouvre sur leur appareil avec les questions que vous avez associées. Fermez le QR code avec la croix × et poursuivez la démonstration.

Cela prend environ 30 secondes et ne demande aucun compte. Les élèves ne saisissent un pseudo que si le lien comporte des questions. Pour des classes plus âgées, vous pouvez vous passer du QR code et publier le lien sur votre ENT ou dans Teams ; voir partager une simulation dans Microsoft Teams.

Mener une démonstration en classe entière, pas à pas

Ce déroulé suit le cycle Prédire–Observer–Expliquer, adapté à un seul écran et à une classe entière.

1. Écrivez une question au tableau avant que la simulation soit visible. « Va-t-elle retomber, tourner autour de la Terre ou s'échapper ? » est une question. « Regardons les orbites » n'en est pas une.
2. Montrez le montage sans rien lancer. Nommez chaque commande que vous utiliserez et sa valeur actuelle. Montrez l'écran du doigt. Les élèves ne peuvent pas prédire ce qu'ils ne comprennent pas.
3. Faites s'engager tout le monde. Utilisez des mini-ardoises, un temps penser-échanger-partager ou une question charnière (voir plus bas). Personne ne regarde tant que chacun n'a pas de réponse.
4. Lancez-la une fois en silence. Demandez aux élèves d'observer une seule chose précise : l'ampoule, le graphique, le point d'arrivée.
5. Appuyez sur Recommencer et relancez pendant que les élèves commentent. « Que voyez-vous maintenant ? Et maintenant ? »
6. Demandez aux élèves d'expliquer avant vous. Prenez deux ou trois explications, dont une fausse, puis donnez le modèle scientifique.
7. Changez une variable et répétez rapidement les étapes 3 à 6. Le deuxième cycle prend deux fois moins de temps que le premier.
8. Passez la main. Affichez le QR code et donnez aux élèves une cible à trouver seuls, comme une valeur, un seuil ou une régularité.

Des techniques de questionnement qui impliquent tout le monde

Penser-échanger-partager

Posez la question, puis laissez 30 secondes de réflexion silencieuse (pas de paroles, rien d'écrit au tableau), une minute pour comparer avec un voisin, puis interrogez les binômes. Les binômes osent plus volontiers partager une réponse sur laquelle ils se sont mis d'accord, et le temps de silence empêche les élèves rapides de fixer la réponse pour tous. Utilisez-le pour les questions « pourquoi » et les prédictions ouvertes.

Questions charnières

Une question charnière est une question à choix multiple dont chaque mauvaise option renvoie à une conception erronée connue. Toute la classe répond en même temps avec les doigts (1–4) ou des cartes ABCD, et en une minute vous décidez : avancer, ou traiter la conception erronée tout de suite. Une bonne question charnière se répond en dix secondes et se lit en dix secondes dans la salle. Chaque démonstration ci-dessous en contient une. Pour les intégrer dans une séquence, lisez l'évaluation formative avec des simulations.

Mini-ardoises

Les ardoises conviennent surtout aux nombres et aux schémas : « Écrivez le pH », « Esquissez le graphique attendu ». Comptez à rebours « 3, 2, 1, montrez » pour que personne ne copie. Parcourez la salle, choisissez deux réponses différentes et demandez aux deux élèves de les défendre avant de lancer la simulation.

Quelle que soit la technique, attendez au moins trois secondes après une question avant de prendre une réponse, et choisissez qui répond au lieu de prendre les mains levées. Ces deux habitudes augmentent le nombre d'élèves qui réfléchissent vraiment.

Démo 1 : le canon de Newton (physique, environ 12 minutes)

Utilisez Canon de Newton 3D, qui tire une balle à l'horizontale depuis une montagne imaginaire sur une Terre en 3D. Verrouillez Altitude du sommet h = 400 km et v₀ = 7 km/s, avec « Garder les orbites » activé. La simulation demande des graphismes 3D : testez-la d'abord sur l'ordinateur de la salle.

S'engager. « La balle quitte la montagne à 7 km/s, soit environ 25 000 km/h. Va-t-elle retomber, tourner autour de la Terre ou s'échapper ? » La plupart des élèves choisissent « tourner » : 7 km/s paraît impossiblement rapide.

Observer. Appuyez sur Tirer. La balle retombe sur Terre à des milliers de kilomètres. Le panneau montre pourquoi : à 400 km, la vitesse orbitale circulaire est de 7,67 km/s et la vitesse de libération de 10,85 km/s.

Faire varier. Appuyez sur le bouton « v₀ = vI (circulaire) » et tirez de nouveau : une orbite circulaire de période environ 92 minutes, la même altitude et la même période qu'une station spatiale. Réglez ensuite v₀ = 9 km/s : une ellipse dont le point le plus éloigné est à environ 8 560 km d'altitude, avec une période d'environ 3,1 heures.

Question charnière. « À 9 km/s, la période sera : A) plus courte que 92 minutes, B) la même, C) plus longue, D) elle ne reviendra pas. » Réponse C. A signifie que les élèves pensent que « plus vite veut dire un tour plus rapide », B qu'ils pensent que la période est fixée par l'altitude, et D qu'ils pensent que tout ce qui dépasse la vitesse orbitale s'échappe. Tirez ensuite à 11 km/s pour trancher D : au-dessus de 10,85 km/s, la balle s'échappe.

Démo 2 : acides forts et acides faibles (chimie, environ 10 minutes)

Utilisez Acides forts et faibles. Verrouillez l'acide faible sur CH₃COOH (acide éthanoïque) et la concentration à 0,1 M. L'écran montre deux béchers côte à côte : HCl et acide éthanoïque à la même concentration.

S'engager (mini-ardoises). « Les deux acides sont à 0,1 M. Écrivez le pH que vous attendez pour chacun. » Beaucoup d'élèves écrivent deux fois le même nombre.

Observer. HCl a un pH de 1,00. L'acide éthanoïque a un pH d'environ 2,88, avec un taux d'ionisation α d'environ 1,3 %, soit à peu près 1 molécule sur 76. L'ampoule de HCl brille fort et celle de l'acide éthanoïque est faible, car il y a environ 76 fois plus d'ions H⁺ dans le bécher de HCl.

Faire varier. Appuyez sur Ajouter Mg. HCl dégage des bulles bien plus vite. Posez ensuite la question charnière avant la fin de la réaction : « Quel bécher donne le plus de dihydrogène à la fin ? A) HCl, B) l'acide éthanoïque, C) pareil, D) aucun, car l'acide faible ne réagit pas. » Réponse C : les deux béchers contiennent la même quantité d'acide, donc le volume final de H₂ est le même. L'acide faible est simplement plus lent.

Prolonger. Appuyez sur Diluer 10×. L'acide éthanoïque à 0,01 M a un pH d'environ 3,39, et α monte à environ 4,1 %. Demandez aux binômes d'expliquer comment α peut augmenter alors que [H⁺] diminue.

Démo 3 : l'immunité collective (biologie, environ 12 minutes)

Utilisez Propagation des épidémies et immunité collective, un modèle SIR de 100 000 personnes. Verrouillez la maladie sur COVID-19 (souche d'origine, R₀ ≈ 3), la vaccination à 0 % et la réduction des contacts à 0 %.

Observer d'abord. Montrez l'épidémie non maîtrisée : notez le jour du pic, la hauteur du pic et si la ligne rouge dépasse la capacité hospitalière.

Penser-échanger-partager. « Quel pourcentage de personnes doit être vacciné pour que l'épidémie ne puisse pas démarrer ? » Les binômes devinent en général 50 % ou 100 %.

Révéler. Le panneau montre le seuil d'immunité collective 1 − 1/R₀ = 67 %. Mais le vaccin n'est ici efficace qu'à environ 70 % : le panneau demande donc une couverture d'au moins 96 %. Faites monter la Vaccination et regardez la courbe s'aplatir. À 95 %, l'épidémie démarre encore de justesse (Rₑ est à peine au-dessus de 1) ; à 96 %, le texte devient « L'épidémie ne démarre pas ». Demandez pourquoi 95 % ne suffisent pas tout à fait : ce raté de peu est en soi un sujet de discussion.

Faire varier. Réglez la réduction des contacts à 20 % (masques, distanciation). L'épidémie s'arrête maintenant vers 84 % de vaccination, car Rₑ = 3 × 0,8 × (1 − 0,7 × 0,84) ≈ 1. Essayez ensuite la rougeole (R₀ ≈ 15) : le seuil est de 93 %, et avec un vaccin efficace à 97 % le panneau demande au moins 97 %. La grippe saisonnière (R₀ ≈ 1,5) n'a besoin que d'environ 56 %.

Question charnière. « Réduction des contacts 50 % et vaccination 30 %. L'épidémie de COVID-19 démarre-t-elle ? A) oui ; B) non, car 50 % + 30 % dépasse le seuil de 67 % ; C) non, car diviser les contacts par deux suffit à lui seul ; D) elle démarre, puis s'arrête en moins d'une semaine. » Réponse A : Rₑ = 3 × 0,5 × (1 − 0,3 × 0,7) ≈ 1,2, encore au-dessus de 1. B signifie que les élèves additionnent des pourcentages au lieu de multiplier les effets ; C signifie qu'ils oublient que R₀ = 3 divisé par deux fait encore 1,5.

Après la démonstration : passer la main aux élèves

La démonstration répond à une question commune. Les élèves apprennent davantage quand ils répondent ensuite à leur propre question. Affichez le QR code et fixez une cible qui demande la même simulation :

• Physique : « Trouvez la vitesse la plus basse qui donne encore une orbite depuis une montagne de 1 000 km. »
• Chimie : « Trouvez une concentration où le α de l'acide éthanoïque dépasse 10 %. » (À 0,001 M, il vaut environ 12 %.)
• Biologie : « Trouvez le taux de vaccination le plus bas qui arrête la rougeole avec 30 % de réduction des contacts. »

Associez une série de questions au lien pour recueillir les réponses : jusqu'à cinq questions, dont des questions numériques corrigées automatiquement avec une marge d'erreur. Les élèves répondent sous la simulation avec un pseudo, et vous voyez le tableau des résultats sur la page Partager. Pour écrire ces questions, voir ajouter des simulations aux questions de quiz.

Problèmes courants avec le projecteur

• Texte trop petit. Zoomez le navigateur avant la séance et utilisez Plein écran.
• La simulation 3D affiche un message WebGL. L'ordinateur de la salle ne peut pas exécuter de graphismes 3D. Essayez un autre navigateur ou activez l'accélération matérielle.
• Le projecteur coupe les bords. Réglez l'ordinateur sur la duplication (miroir) de l'affichage à la résolution du projecteur.
• Les appareils des élèves n'ouvrent pas le lien. Un filtre de l'établissement bloque peut-être simulic.com. Demandez au service informatique de l'autoriser, et laissez la démonstration tourner au projecteur en attendant.

Questions fréquentes

Qu'est-ce que le mode Présenter ?

C'est un lien de partage ouvert avec ?present=1 à la fin, ou avec le bouton Présenter de la page Partager. Il affiche la simulation pour l'écran de la classe, avec les boutons Recommencer, Plein écran et Afficher le QR code, et masque les questions.

Les élèves ont-ils besoin de comptes pour rejoindre depuis le QR code ?

Non. Ils scannent le code et la simulation s'ouvre. Si le lien comporte des questions, ils saisissent un pseudo.

Puis-je utiliser le mode Présenter dans un cours en ligne ?

Oui. Partagez votre écran dans l'appel vidéo et publiez le lien de lecture dans le chat au lieu d'afficher le QR code.

Combien de temps doit durer une démonstration au projecteur ?

Un cycle prédire-observer-expliquer prend 8–12 minutes. Deux cycles avec un changement de variable constituent un bon maximum avant que les élèves prennent le relais.

Puis-je montrer une simulation sans créer de lien au préalable ?

Vous pouvez projeter n'importe quelle page de simulation, mais le mode Présenter et le QR code fonctionnent sur les liens de partage. Créer un lien prend quelques secondes et permet de verrouiller les valeurs de départ.