Chapitres
Rappel d'un des objectifs de formation des TIPE
L'initiation à la démarche de recherche scientifique
Lors des TIPE l'étudiant a un travail personnel à effectuer qui le met en situation de responsabilité. Cette activité est en particulier une initiation, un entraînement à la démarche de recherche scientifique, l'amenant à poser des questions avant de tenter d'y répondre. En effet le questionnement préalable à l'élaboration ou la recherche des solutions est une attitude courante que pratiquent les scientifiques et les ingénieurs. La recherche scientifique conduit à l'élaboration d'objets de pensée et d'objets réels qui participent au processus de construction de la science à l'oeuvre et portent le nom de découvertes et d'innovations scientifiques et technologiques.
Dans le cadre des TIPE, l'étudiant a un travail personnel à effectuer qui le met en situation de responsabilité. Cette activité constitue un entraînement à la démarche scientifique et/ou à la démarche technologique. Les TIPE doivent faire appel à l'intelligence de situations concrètes car la réalité du métier de l'ingénieur n'est pas
essentiellement de résoudre des problèmes mais de les identifier et les poser clairement.
L'objectif des TIPE est de permettre à l'étudiant de développer notamment les qualités et capacités suivantes :
- Ouverture d'esprit,
- Initiative personnelle,
- Faculté de rapprocher plusieurs logiques, notamment par un décloisonnement des disciplines,
- Esprit critique, capacités d'exigence, d'approfondissement et de rigueur,
- Aptitude à l'imagination expérimentale,
- Aptitude à collecter l'information, l'analyser, la communiquer.
Cette activité a pour objectif de valoriser la curiosité intellectuelle et le travail en profondeur plutôt que la rapidité,
évaluée par ailleurs dans le cadre du contrôle de l'acquisition des connaissances disciplinaires.
L'objet des TIPE n'est donc pas l'acquisition de connaissances disciplinaires supplémentaires qui s'effectue par ailleurs dans le cadre du programme d'enseignement.
Grâce à la mise en oeuvre d'une nouvelle méthode de travail et à une diversification des sujets d'étude, les TIPE contribuent à valoriser des profils scientifiques variés.
Afin de parvenir à ces objectifs et de se préparer aux épreuves des concours, les étudiants, encadrés
par les enseignants, développeront des activités et des démarches diverses, par exemple :
- La mise en évidence et la formulation d'un problème,
- L'observation et l'analyse d'un phénomène ou d'un système industriel,
- La recherche et l'exploitation d'une documentation,
- La préparation et la réalisation de dossiers et d'exposés,
- Le développement d'arguments au cours d'un entretien scientifique,
- L'examen et la discussion des solutions et des justifications des choix effectués.
Les TIPE étant en relation avec les domaines de recherche universitaire et/ou industrielle, certaines séquences de travail peuvent s'opérer en sites industriels et/ou de recherche, extérieurs à l'établissement d'origine des étudiants. En effet, certains supports ou matériels ne sont présents que dans les centres universitaires ou les pôles industriels de recherche.
A cet effet, la signature d'une convention entre le chef d'établissement, l'étudiant et le responsable du laboratoire ou de l'entreprise qui accueille l'étudiant s'avère indispensable.
D'une part, elle permet de mettre en oeuvre le régime de la couverture sociale des étudiants en cas d'accident de travail en application de l'article L 412-8-2b du Code de la Sécurité sociale.
D'autre part, elle stipule que l'établissement scolaire et l'entreprise ou le laboratoire s'engagent à garantir leur responsabilité respective en souscrivant une assurance en responsabilité civile pour tous les dommages pouvant survenir au cours de la présence de l'étudiant dans l'entreprise ou le laboratoire.
Un modèle de convention-type est publié au Bulletin officiel.
Commentaires
En s'inscrivant résolument dans la perspective rappelée au paragraphe I, perspective nécessairement interdisciplinaire, le travail de l'étudiant mettra en évidence la construction de l'un des objets de pensée ou réels évoqués plus haut adhérant au thème imposé et s'appropriera une partie significative de la démarche de recherche
scientifique mise en jeu : problématique, modélisation, critique scientifique, réalisation... A travers certains de ces aspects, l'étudiant apportera sa contribution personnelle, qui prendra la forme la mieux adaptée au sujet traité : expérience, représentation, explication, conceptualisation, fabrication, dialogue scientifique...
Contenus et modalités
Le travail fourni comportera donc une production personnelle de l'étudiant (observation et description d'objets naturels ou artificiels, collecte, tri et traitement de données, mise en évidence de phénomènes, expérimentation, exploitation de l'outil informatique, modélisation, investigation de nouveaux champs d'application...) réalisée dans le cadre du sujet choisi adhérant au thème. Cette production ne peut en aucun cas se limiter à une simple synthèse
d'informations collectées, mais devra comporter une « valeur ajoutée » apportée par l'étudiant. Les étudiants effectuent ces travaux de façon individuelle ou bien en petits groupes (au maximum cinq étudiants par groupe).
Chaque étudiant doit s'engager personnellement sur l'intégralité du travail présenté.
Organiser le projet selon sa filière
Filières MP, PC, PSI, PT, TSI, TPC
L'activité de TIPE suppose l'initiative, elle n'exige pas la novation : ce n'est pas un travail de recherche au sens usuel du terme.
Cette activité constitue en revanche une initiation aux problématiques de la recherche. Le champ de cette initiation est défini et limité par le thème des TIPE qui est fixé au plan national et qui est renouvelable périodiquement.
La présentation de l'activité TIPE, de ses originalités, de sa problématique, peut se faire devant le groupe entier sans
revêtir toutefois un caractère magistral. Elle peut engager la participation d'enseignants chercheurs ou d'enseignants des écoles d'ingénieurs qui pratiquent cette démarche. La présentation des thèmes peut donner lieu à la visite de sites industriels et de recherche ou mobiliser des personnalités scientifiques.
Ces présentations ne doivent pas occuper plus de deux séances chacune.
Assez rapidement, on peut imaginer un encadrement plus modulaire ou plus éclaté concernant des regroupements d'étudiants travaillant sur des sujets voisins. Les phases de synthèse seront à nouveau l'occasion de rassembler le groupe dans sa globalité, les étudiants profitant alors de tous les travaux personnalisés. En d'autres termes, le travail des étudiants peut être organisé en petits groupes et fait alterner les phases de travail individuel, de travail en équipe et de travail collectif.
La pratique d'encadrement doit respecter de façon impérieuse l'initiative de l'étudiant. Les professeurs veilleront à
ce que les sujets choisis ne soient pas des sujets préfabriqués.
Le rôle du ou des professeurs est d'aider les élèves à cadrer le sujet, de les conseiller sur le plan scientifique et d' assurer la cohérence du sujet avec les contenus des programmes disciplinaires : les TIPE s'inscrivent dans le champ des programmes de la filière concernée.
Les professeurs organisent et évaluent le travail des étudiants et se mettent à la disposition de ceux d'entre eux qui sollicitent leur aide. Une part des heures d'interrogation orale peut être consacrée, selon des modalités appropriées, à la préparation de l'épreuve correspondante des concours.
Les étudiants peuvent aborder les TIPE par le biais d'une activité expérimentale, soit qu'elle procède de l'extension d'une manipulation réalisée dans le cadre des travaux pratiques classiques, soit qu'elle trouve sa place dans le cadre spécifique des TIPE en adaptant les horaires pour respecter les règles de sécurité.
En première année, l'organisation des TIPE permet essentiellement aux étudiants d'acquérir une méthode de travail
et de se préparer au choix d'un sujet en seconde année.
L'activité de TIPE est un enseignement nouveau qui figure pour deux heures hebdomadaires dans les grilles horaires des étudiants des diverses classes : cette indication concerne l'étudiant et fixe un cadre à sa charge de travail.
Compte tenu des spécificités de sa pratique et de sa conduite, cette activité n'entraîne pas automatiquement
une présence de deux heures du ou des professeurs devant la classe ou devant l'étudiant ; elle n'entraîne pas non plus automatiquement une présence de deux heures hebdomadaires pour l'étudiant devant son ou ses professeurs. Cette activité pédagogique se distingue donc nettement des cours, des travaux pratiques ou des travaux dirigés ; elle doit prendre des formes adaptées aux objectifs énoncés dans le paragraphe 1.
Les pôles de rattachement pouvant être généralement associées à un thème sont fixées comme suit par filière:
- MPSI : mathématiques et sciences physiques. Dans les classes MPSI où existe l'option informatique, l'informatique constitue un pôle supplémentaire pour les TIPE
- PCSI option PC : physique, chimie
- PCSI option PSI : physique, sciences industrielles.
- PCSI (ex MT) : physique, sciences industrielles.
- PTSI : sciences industrielles, sciences physiques
- TSI : génie mécanique, génie électrique.
- TPC : physique, chimie
En seconde année, les TIPE sont organisés autour de thèmes qui favorisent une approche multidisciplinaire en référence à une ou plusieurs disciplines de rattachement.
Le ministre chargé de l'Enseignement supérieur fixe annuellement un ou deux thèmes pour chaque filière. Un thème
peut être commun à plusieurs disciplines et à plusieurs filières. Dans le cas où le thème est commun à plusieurs disciplines dans une filière, il peut être décliné en sous-thème par discipline.
Les étudiants optent pour un des thèmes définis pour leur filière et choisissent définitivement un sujet se rapportant à ce thème, en accord avec leurs professeurs : le libre choix des étudiants doit être éclairé par une présentation simultanée des différents thèmes par les professeurs de la classe. Les sujets comportent utilement des références et des ancrages à plusieurs disciplines du programme.
L'étudiant en situation de redoublement change obligatoirement de sujet.
Les pôles de rattachement pouvant être associés à un thème sont fixés comme suit par filière :
- MP : mathématiques ; sciences physiques. Dans les classes MP ou MP* où existe l'option informatique, l'informatique constitue un pôle supplémentaire pour les TIPE
- PC : physique ; chimie
- PSI : physique ; sciences industrielles
- PT : sciences industrielles ; sciences physiques
- TSI : génie mécanique, génie électrique
- TPC : chimie ; physique
Filière BCPST
En première année, les objectifs essentiels sont l'ancrage des connaissances dans le concret ainsi que la mise en évidence de divers types de relations entre les êtres vivants (y compris l'homme) et avec leur milieu (biologique, géologique, géographique...).
Les TIPE sont consacrés à une sortie pluridisciplinaire sur le terrain, sa préparation, son exploitation et à la réalisation d'un court rapport.
Les TIPE de première année sont sans lien autre que méthodologique avec les TIPE de seconde année.
En seconde année, les TIPE portent sur des sujets ayant pour cadre un thème défini au niveau national. Ce thème,
renouvelé annuellement, est fixé par arrêté du ministre de l'éducation nationale, de la recherche et de la technologie. Les TIPE favorisent une approche interdisciplinaire en synergie avec les disciplines principales que sont la biologie et les sciences de la Terre. Le thème peut être illustré, à titre indicatif, d'exemples de sujets sélectionnés en tenant compte de leur orientation biologique et/ou géologique, des possibilités bibliographiques, d'observations, d'expérimentation simple ainsi que des investigations pluridisciplinaires auxquelles ils peuvent donner lieu.
L'intérêt principal des TIPE de seconde année réside dans le choix, l'appréhension et la compréhension critique
par l'étudiant du sujet sous ses différents aspects (conceptuel, documentaire, expérimental ou d'observation) ainsi que dans son aptitude à argumenter et discuter les questions soulevées par l'étude. Dans ce cadre, le rôle de l'enseignant consiste à permettre à l'étudiant d'effectuer une démarche personnelle.
L'étudiant choisit un sujet de travail personnel, d'intérêt biologique et/ou géologique. Le choix s'effectue sur la base
d'une brève présentation pluridisciplinaire du cadre scientifique du thème annuel. Ce travail d'initiative personnelle constitue avant tout un exercice de méthode. Il consiste, par exemple, à effectuer des observations concrètes et à analyser des phénomènes biologiques et/ou géologiques, à identifier des problèmes, à les poser clairement et, pour
y répondre, à proposer des hypothèses explicatives, à réaliser des montages expérimentaux simples et
à interpréter les résultats obtenus, à examiner des documents de façon critique. L'étudiant utilise, pour
ce travail, une bibliographie restreinte aux traités et aux articles en français des revues de grande diffusion, ainsi que diverses ressources scientifiques disponibles et facilement accessibles (centre de documentation et d'information, muséums, expositions, médias...).
Il peut aussi effectuer, si le projet le nécessite, des visites de laboratoires ou d'entreprises. En aucun cas, le travail ne peut se réduire à une bibliographie. Le travail se concrétise par la rédaction d'un rapport comportant 6 à 10 pages
(soit au maximum 20 000 caractères plus les illustrations). Les textes et figures sont originaux sauf, éventuellement, pour des documents servant de base à la question qui est à l'origine de l'étude.
Les étudiants effectuent ce travail de façon individuelle, ou bien en petits groupes (le groupe de trois étudiants est conseillé), pour tout ou partie de la recherche. Dans ce cas, chacun des membres du groupe doit s'engager personnellement sur l'intégralité du projet présenté dans son rapport.
Conseil : décrire une manipulation dans son compte-rendu
Élaborer un protocole afin de travailler au mieux
Il est important de rapidement commencer à réfléchir au cheminement de votre manipulation. En effet, il faut que vous sachiez où vous voulez aller et ce que vous avez à démontrer pour commencer à envisager les moyens à utiliser. C'est ce que l'on appelle la rédaction de votre protocole expérimental.
C'est votre plan de travail. Au brouillon, notez vos idées. Reprenez-les une par une et pensez à la façon dont vous comptez mettre en oeuvre et réaliser l'expérience.
- Cette expérience répond-t-elle à la question posée dans l'a problématique ? ;
- Suis-je en mesure d'effectuer cette expérience ? ;
- Ai-je les connaissances nécessaires pour interpréter les résultats de mon expérience ?
Une fois cette check-list validée, vous pouvez rédiger au propre votre protocole expérimental.
Pour cela, écrivez proprement et lisiblement en utilisant des phrases courtes et des mots clairs. Inutile de vous noyer dans des explications trop poussées. Vous devez utiliser des verbes d'action qui traduisent uniquement les actes que vous allez réaliser durant votre expérience.
En fin de rédaction du protocole expérimental, pensez à surtout mentionner les mesures de sécurité à prendre pour la réalisation de votre expérience. mentionnez les équipement de sécurité nécessaires : lunettes, gants, blouse, hotte aspirante, etc.
Vous pouvez aussi agrémenter le protocole d'un schéma de l'expérience en détaillant de manière précise le matériel utilisé et en soignant votre dessin.
Énoncer ses hypothèses
Ecrivez les hypothèses que vous souhaitez démontrer à l'issue de votre expérience. Indiquez dans quels cas elles sont validées et dans quels cas elle sont réfutées.
Réaliser l'expérience demandée
Maintenant que le protocole et les hypothèses ont été posés et établis, vous pouvez vous mettre à la pratique. Utilisez bien les équipements de protection utiles à la réalisation de l'expérience. Procédez avec calme et rigueur. Suivez pas à pas les étapes du protocole expérimental. N'hésitez pas à prendre des notes pendant l'expérience, vous pourrez ainsi en rendre compte. Inscrivez vos problèmes rencontrés ou éventuellement les modifications que vous avez du apporter au protocole pour rendre l'expérience réalisable.
Rédiger le compte-rendu
Dans votre compte-rendu, vous devez rapporter le résultat de votre expérience tout en validant ou en réfutant votre ou vos hypothèses. Notez bien le déroulement de votre expérience et les conclusions que vous en avez tiré. Vous pouvez y ajouter des remarques sur la réalisation de l'expérience.
On peut également ajouter des documents tels que des photographies de l'expérience ou encore des croquis et des graphiques.
Conclure la manipulation
Pour finir, vous devez rédiger une conclusion. Dans cette dernière, reprenez l'énoncé et apportez y une réponse, en vous servant de votre expérience pour la justifier. Soignez bien cette partie, c'est elle qui solde votre manipulation et votre note en dépend beaucoup.
Autre conseil : les graphiques
Ne pas oublier d'indiquer le titre, les grandeurs correspondant à l'abscisse et l'ordonnée avec leur unité et l'échelle utilisée.
Les "points" seront préférentiellement des croix "droites": trait horizontal + trait vertical bien visibles!
Si la courbe est censée être une droite, vérifier l'alignement des points (et le préciser dans le compte-rendu) et tracer une droite "moyenne". Calculer son coefficient (sa pente), quasiment toujours utilisée pour conclure et surtout, représentez les incertitudes !
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