SCIENCE - TECHNOLOGIE - SOCIETE :
UN EXEMPLE D'APPROCHE DANS L'ENSEIGNEMENT SECONDAIRE
M.L. VIGLIETTA I.R.R.S.A.E. Turin Italie
Piémont
RESUME L'éducation scientifique aujourd'hui tend a proposer
une image des sciences que ne coïncide plus tout à fait avec une recherche "pure" , fin
à
elle-même ; mais on essaie de relever aussi les liens existants entre j'activité scientifique et d'autres activités socialement importantes.Des unités didactiques sur Je problème de l'énergie sont présentées comme d'utile instruments pour la compréhension des complexes rapports sciences-technologie -société.
1. INTRODUCTION
L'éducation scientifique et technologique de base est au centre de l'intérêt social pour la formation des jeunes. Les nouvelles orienta-tions de la didactique des disciplines technico-scientifiques, a côté des motivations traditionnelles, rapprochent des motications à l'étude de type social.
Dans un document de l'ASE (Association for scientific education) on se propose comme objectif determinant de l'éducation:
"la compréhension de la nature de la société technologiquement avancée, l'interaction complexe existant entre sciences et société, et la contri-bution que les sciences donnent à notre tradition culturelle."
De cet aspect on tient pas suffisamment compte dans les programmes actuels de l'école italienne où les cours d'enseignement général ne comprennent pas les implications pratiques des sciences tandis que les cours pour la formation professionnèlle envisagent leur aspect purement technique avec un 1ntéret réduit pour les conséquences sociales de la technologie. Par exemple, on oublie souvent que les lois physiques sont appliquées
à la technologie qui, à son tour, produit de profondes transformations sociales (V. la télévision, l'ordinateur etc.). Ou, au contraire, ce sont des exigences sociales (militaires, par exemple, parce que c'est malheureusement dans ce domaine que les deniers publics sont dépensés en grande quantité, qui demandent de nouvelles technologies (avion à
réaction, radar, fusées), technologies qui, à leur tour, influencent ~es nouvelles connaissances scientifiques. Il existe donc entre les sciences et la socièté une forte interaction, déterminante pour notre organisation sociale et dont on doit tenir compte pour l'éducation du citoyen.
L'un des thèmes qui se prêtent le mieux à un enseignement socia-lement orienté est celui du problème énergétique. La société moderne dévore l'énergie et ce problème concerne chaque pays, chaque continent. Nous avons besoin de plus d'énergie utilisable que celle qui est produite aujourd'hui, mais surtout il faut l'utiliser d'une facon différente et permettre que des sujects différente en bénéficient aussi.
2. UNITES DIDACTIQUES SUR LE PROBLEME DE L'ENERGIE
Le groupe de Turin dont je fais partie a travaillé pendant
quel-ques ann~es sur l'élaboration et l'expérimentation d'une série d'unités
didactiques sur le problème de l'énergie (1). Elles se proposent les objectifs suivants:
a) acquérir et relier des informations et des intruments d'analyse sur le problème de l'énergie, de telle sorte que l'on puisse arriver à se
b) appliquer dans un contexte remarquable, concret et, par sa nature, pluridisciplinaire, des notions et des méthodes envisagées dans des cours scientifiques
c) introduire quelques notions considérables et des méthodes scienti-fiques qui d'habitude ne sont pas envisagées dans des cours actuels d) connaitre et analyser le rapport complexe existant entre les sciences, la technologie et la société ainsi que les facteurs économiques et les .choix politiques qui caractérisent ce genre de problèmes.
Le schéma, que l'on trouvera dans la page suivante, présente ces unités réunies par thémes, avec l'indication du cours où chacune peut être insérée, les contenus scientifiques qui sont traités et les condi-tions de leur apprentissage.
Puisque l'espace mis à ma disposition ne permet pas de considé-rer chacune de ces unités, je vais me limiter, à titre d'exemple, à celles concernant les emplois finaux de l'energie. Ce sont les unités que je connais le mieux, puisque je me suis personnellement occupée de son élaboration. Toutes les unités sont on tout cas ici exposées et je voudrais bien donner des informations à ceux que cela intéresse. Je crois, en outre, que l'usage final de l'énergie est une notion fonda-mentale pour la compréhension du probléme énergétique: c'est-à-dire, l'utilisation des combustibles, des carburants, de l'électricité dans les usines, dans les transports, dans les bureaux, dans les magasins et dans les maisons.
En effet aucun personne n'a besoin d'électricité en elle-même, mais d'éclairage, de force motrice ou de chaleur. De la même facon il n'y a pas de demande de produits petroliers, mais d'énergie thermi-que pour réchauffer ou pour produire de la vapeur pour les procédés industriels. Cette approche considère outre la quantité d'énergie sa qualité aussi, c'est à dire sa capacité de rendre un certain service. 3. UNITE ENERGIE DANS BE~ MAISONS
L'unité "Energie électrique dans les maisons" examine les appareils electriquement alimentés que chacun de nous pos§ède à la maison. On veut considérer d'abord quelles informations on peut tirer d'un premier examen de l'extérieur, et ensuite on procéde au démontage de quelques appareils pour "les '{fair de l'interieur", pour comprendre de quelle facon ils sont bâtis et comment ils fonctionnent. On passe ensuite aux connexions, au circuit électrique, aux mesures de sécurité, aux différents dispositifs protecteurs pour arriver enfin au panneu de distribution et au compteur d'électricité.
IL PROBLEMA DELL'ENERGIA
Terni Unità Corso COll tenu ti Prerequisiti
llimiti della 1 consumi matematica analisi di dati nessuno
sviluppo fisiea
scienze
Riserve e risorse fisiea, ehirniea, energia ne Ile reazioni conoscenze
scienze ehimiehe, geologia elementari di
chimica
Nuavi modi di Fissione nucleare fisica fisica nucleare meccanîca,
produzione del- rendimento di
l'energia
1
un mütore
tcr-mico, elettra· statica
Fusione nucleare fisica elet tromagnetismo.
eJettromagneti-fisica nucleare smo, teoria
ci-netica dei gas
Energia sola re fisica irraggiamen to, ef·
termologia.ele-j
fetto fotovoltaieo mentidi
circui-ti elettriei
Energia dal venlo fi sica meccanica leggi della
di-narnica
Energia dal mare fisica, scienze meccanica, onde mcccanica
Ladislribuzione Energia elettriea fisiea elet troma,gnetismo, clet
tromagnc-del/ 'energia maechine elettriehe tJsmo 1
1
1
1
Il carbone: chimica, fisica
1
chimica dei carbone clementi di
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prospetlive per SClcnze mica e di ter·'
il futuro mologia
Usi [illafi Energia elettrica fisica clettromagnetismo Jeggi dell'eJet·
nella casa tromagnetismo1
e della condu-zionc
4. UNITE EFFICIENCE DANS L'USAGE DE L'ENERGIE
L'unité efficience dans l'usage de l'énergie montre de quelle fa-con on appliques les lois physiques de l'énergie à l'évaluation des actuelles technologies de conversion de l'énergie. On y confronte les efficiences des différentes machines fournissant un service aux frais de l'énergie.
Cette unitè cherche de donner une réponse à la question suivant: combien d'énergie est-ce que l'on perd? Prenons en examen le système économique dans lequel nous vivons. pour celui-ci aussi on peut définir un rendement global. LA Figure l montre le diagramme du flux relatif
à la balance énergétique national (Italie). "L'énergie utile", c'est-à-dire l'énergie qui atteint le but final de production des biens et des services s'élève à environ 42% de la consommation énergétique brute du pays. Le reste a été perdu. Et ce chiffre est d'ailleurs optimiste. Si l'on veut approfondire le problème il ne faut pas seulement tenir compte du rendement ( ~
=
E lE ) du convertisseur d'energie employé, mais aussi voir si la même ~âc~e peut être exécutée par un dispositif différent qui exploite l'énergie d'une façon plus efficiente, plus adaptée à son but.Si l'on introduit une définition d'efficience qui tienne compte de cela, on démontre que plusieurs tâche sont exécutées avec une trés basse efficience. A titre d'exemple, considerons le chauffage domesti-que illustré par la figure 2. Dans le diagramme l'"exergie" représente le maximum du travail disponible pour l'énergie donnée. Le rendement du processus vaut ~= 57% alor que l'efficience, définie comme rapport entre l'exergie utile et l'exergie dépensée, vaut seulement 4%
en-viron.
5. CONCLUSIONS
Les unités didactiques sur le "Problème de l'énergie" ont été pour la plupart expérimentées dans les cours du secondaire. Il nous a semblé utile et intéressant d'affronter ce discours, non seulement pour ajouter des informations à celles qui sont fournies par les mass-media, mais plutout pour donner aux élèves des instruments utiles à la compréhension des principaux facteurs en jeu et au correct emploi des informations disponibles.
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