physique et biologie (botanique et soologie

A; La Physique.

Dans les auditoires, les professeurs exposent les lois fondamentales de la physique en illustrant leur exposé d'expériences qualitatives; dans le laboratoire, l'élève réalise personnellement une série complète d'expériences quantitatives qui confirment et précisent les données du cours. Dans bien des cas, ' le laboratoire est en avance sur les cours d'aufiiloii'o. Le laboratoire de physique est de création essentiellement américaine : à notre connaissance, aucune école secondaire de l'Europe continentale ne pousse aussi loin le "learning by doing», l'étude par l'action, que les "high schools» des Etats-Unis.

fl) Pour détails : Elemonls of Geometry, Philips & Fisclier. American Pook C" N.Y.

KNSE[GNEMENT SECONDAIRK TECHNIQUE

Nous avons visité une vingtaine de laboratoires d'écoles secondaires en fonctionnement, et c'est avec un intérêt croissant que nous en avons apprécié la saine et forte activité.

Dans la -Crâne Manual Training School-, au moment de notre visite, l'expérience en cours d'exécution se rapportait à la véritlcation des lois du pendule. La figure 130, donne

l'aspect du laboratoire. Par groupes de deux, nous vîmes les élèves lire le syllahus de l'expérience, monter ensuite l'appareil : à une tringle horizontale fixée en permanence sur la ta])]e d'expérience, ils attachèrent le pendule, masse sphérique de cuivre tenue par une ficelle ; l'installation faite, ils mirent le pendule en mouvement et suivirent les oscillations ; ils notèrent, montre en main, l'amplitude angulaire et le temps et constatèrent, en répétant l'expérience, que le pendule elTectuait le même nombre de petites oscillations en une minute.

Nous les vimes ensuite attacher à la tringle un second pendule, de même longueur, formé d'une petite sphère de buis attachée à un fil léger, mettre les deux pendules en mouvement et constater que la durée d'oscillation était la même.

Toujours suivant les prescriptions du syllahus, les élèves attachèrent à la tringle un pendule de longueur quadruple d'un autre pendule. L'expérience leur fit constater que le plus long pendule fait deux fois moins d'oscillations que l'auti'e, en une minute.

Le lecteur jugera de la satisfaction des jeunes gens et jeunes filles lorsque, l'expérience terminée, ils purent mettre, de science [)ersonnelle, au bas de leurs notes : lois sm" le pendule : -des petites oscillations du pendule sont isochrones ; la durée des oscillations est indépendante de la masse ; elle est proportionnelle à la racine carrée de la longueur du pendule." Entre le phénomène produit, d'une part, l'œil, et le cerveau de l'élève d'autre part, ne s'interposent ni phraséologie, ni termes, ni définitions, ni formules à retenir: la vérité toute nue lui apparaît ; elle entre dans sa mémoire; comme sa propriété personnelle.

A l'école secondaire technique de Baltimore, nous avons; assisté à des manipulations de phj^sique se rapportant à l'électricité expérimentale et conduites suivant la mêmej méthode.

Ce laboratoire, très modeste dans son asi)ect, est riche] dans ses moyens d'expérimentation ; nous remarquons quel les appareils d'essai, construits, en général, par les élèves! restent à demeure fixés sur les tables et sont numérotés]

ENSKKîNEMKNT SECONDAIRE TECHNIQl'E 247

siiiv;iiit l'ordœ dans kMjiicl los expériences doivent s'accomplir. Celte disposition est [)ratique et réduit notablement le travail de préparation du cours ; avant chaque séance de laboratoire, le processeur remet aux élèves les appareils de mesure, les r(''sislaiices, et, sans perte de temps, <4'(n(U'>s par leur syllabus, ils se mettent à {'(jeuvre. Nous y voyons, par exemple, une petite installation pour l'étude expérimentale, j)ar les élèves, des lois de l'induction ; un «^-roupe transformateur rotatif sur lequel suivant un problème bi(Mi pri'cis, l'élève, doit établir 1" la self-induction de chacun des deux circuits, 2" les tensions dans tous les cas ; une lit>'ne étant établie, on coupe le circuit en un endi'oit donné et on recherche l'endroit de rupture ; un autre ap|)areil de démonstration infi'énieux, <''tablil le princi|)e du moteur d'induction.

Le cours de laboratoire comporte, d'après les écoles, un nond)i'e variable d'ex[)ériences. Ces expériences illustrent sinq)IenienL et chiircment les |)i'incipes essentiels et leur a|»plication ; elles aident à fixer dans l'esprit des élèves les lois d'usa^'e journalier et excitent au plus haut point leur intérêt et leur curiosité scientifupie.

Dans la plupart des écoles, le matéi'iel est de construction rudimentaire et solide ; on y trouve des appareils emi)runtés à la pratique tels ([ue leviers, des balances, des siphons, des pompes de grandes dimensions et même des moteurs hydrauliques, des treuils, des cabestans, des plans inclinés, du matériel électrique pour l'étude de l'électricité expérimentale et même industrielle ; tout cet appareillaiie a été dans la plupart des cas projeté et construit par les élèves eux-mêmes dans les ateliers de l'école. Les expériences s'appuient sur les -text-books" et sur un syllalnis indiquant le but de cliaque o[)ération, les [)récautions à prendre pour éviter des erreurs, les appareils à utiliser, etc. Ces travaux sont le plus possible quantitatifs.

L'élève inscrit soigneusement dans un carnet de notes le résultat de ses observations. Le professeur surveille la marche des ex[>ériences tout en laissant à l'élève la responsabilité et le mérite de ses résultats. Le système apparaît clairement dans les photographies prises à l'Ecole secondaire de P)rooklyn et à l'Ecole Morris à Bronx (fig. 131 et 132). Les expériences

de physique n'ont pas toujours pour but la redécouverte des lois des sciences ; elles se bornent souvent à la vérification de ces lois par l'observation des faits. L'étude des faits et

des choses par contact direct avec l'expérience : tel est le régime d'enseignement de toutes les branches à tous les degrés ; les élèves sont d'une habileté extraordinaire dans

ENSEIGNEMENT SECONDAIRE TECHNIOUE

les manipulations ; dès l'école primaire, ils ont été préparés à observer, à dirig-er des appareils, à se débrouiller. Dans toutes les études et spécialement dans les "Grammar Grades-, on les a liabitués à se servir de mesures réelles, d'ai)pareils, construits aussi dans les ateliers de travaux manuels.

Le travail de laboratoire est guidé de près par le professeur de façon à éviter des pertes de temps et empêcher

qu'il ne devienne mécanique. La tenue du carnet de notes est d'importance capitale dans les études. Les règles qui président à la tenue de ces carnets sont, en général, les suivantes :

1. L'élève doit y inscrire ses propres observations et non les renseignements des manuels.

2. Lorsque les faits constatés tendent vers une conclusion, l'élève établit avec soin la relation entre les faits et la conclusion.

3. Pas d'exercices de langage plus énergiques que ceux de l'expression des faits constatés.

4. Les expériences établissent les rapports entre les faits et \q<^ lois qui les régissent et ont un caractère rigoureusement scientifique.

Comme expériences de base, nous relevons partout les travaux suivants, que les élèves doivent mener personnellement à bien :

Propriétés générales de la matière.

1. Trouver le volume, le [)oids, la densité de divers solides : bois, fer, pierre, etc.

2. Déterminer le poids d'un lil de longueur donnée, calculer la longueur d'un fil de lin fin, à l'aide de son poids.

.3. Trouver la capacité d'une bouteille en la pesant avec, puis sans eau ou mercure.

t. Etudier l'élasticité d'allongement du caoutchouc, d'un fil de laiton et voir si les résultats sont conformes aux lois.

5. Déterminer l'élasticité de flexion d'une poutre en bois par rapport à la largeur, longueur et épaisseur et vérifier si les faits sont conformes aux lois.

6. Trouver les coordonnées d'une courbe donnée sur du papier quadrillé; tracer la courbe à l'aide de coordonnées données.

Mécanique des fluides.

1. Pression des liquides par rapport à la direction, la hauteur.

2. Calculer la pression de l'atmosphère par le poids d'une colonne de mercure.

ENSEIGNEMENT SKCONDAIFiK J ICHNiniK 251

Mécanique des solides.

1. Les principes de la c(>in[)osilioii el de la décoinijosilion de 2 forces, de :> forces non [)ai-allèles situées dans un plan, par construction et [)ar le parallrlo^iramnie des forces, en se sei'vant de pesons à ressort.

2. La loi des distances des points d'application de 2 forces parallèles au point d'application de leur résultante.

o. La loi des moments de o forces p;irallèles agissant sur un corps mohile autour d'un axe.

L Moments autour d'un [joint fixe, d'un cei'lain nombre de forces [)aralléles situées dans le même i)laii.